Cgo 使得Go程序能夠調(diào)用C代碼. cgo讀入一個(gè)用特別的格式寫的Go語言源文件, 輸出Go和C程序, 使得C程序能打包到Go語言的程序包中.
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舉例說明一下. 下面是一個(gè)Go語言包, 包含了兩個(gè)函數(shù) -- Random 和 Seed -- 是C語言庫中random和srandom函數(shù)的馬甲.
package rand
/*
#include stdlib.h
*/ import "C" func Random() int { return int(C.random()) } func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }
我們來看一下這里都有什么內(nèi)容. 開始是一個(gè)包的導(dǎo)入語句.
rand包導(dǎo)入了"C"包, 但你會發(fā)現(xiàn)在Go的標(biāo)準(zhǔn)庫里沒有這個(gè)包. 那是因?yàn)镃是一個(gè)"偽包", 一個(gè)為cgo引入的特殊的包名, 它是C命名空間的一個(gè)引用.
rand 包包含4個(gè)到C包的引用: 調(diào)用 C.random和C.srandom, 類型轉(zhuǎn)換 C.uint(i)還有引用語句.
Random函數(shù)調(diào)用libc中的random函數(shù), 然后回返結(jié)果. 在C中, random返回一個(gè)C類型的長整形值, cgo把它輪換為C.long. 這個(gè)值必需轉(zhuǎn)換成Go的類型, 才能在Go程序中使用. 使用一個(gè)常見的Go類型轉(zhuǎn)換:
func Random() int { return int(C.random()) }
這是一個(gè)等價(jià)的函數(shù), 使用了一個(gè)臨時(shí)變量來進(jìn)行類型轉(zhuǎn)換:
func Random() int { var r C.long = C.random() return int(r) }
Seed函數(shù)則相反. 它接受一個(gè)Go語言的int類型, 轉(zhuǎn)換成C語言的unsigned int類型, 然后傳遞給C的srandom函數(shù).
func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }
需要注意的是, cgo中的unsigned int類型寫為C.uint; cgo的文檔中有完整的類型列表.
這個(gè)例子中還有一個(gè)細(xì)節(jié)我們沒有說到, 那就是導(dǎo)入語句上面的注釋.
/*
#include stdlib.h
*/ import "C"
Cgo可以識別這個(gè)注釋, 并在編譯C語言程序的時(shí)候?qū)⑺?dāng)作一個(gè)頭文件來處理. 在這個(gè)例子中, 它只是一個(gè)include語句, 然而其實(shí)它可以是使用有效的C語言代碼. 這個(gè)注釋必需緊靠在import "C"這個(gè)語句的上面, 不能有空行, 就像是文檔注釋一樣.
Strings and things
與Go語言不同, C語言中沒有顯式的字符串類型. 字符串在C語言中是一個(gè)以0結(jié)尾的字符數(shù)組.
Go和C語言中的字符串轉(zhuǎn)換是通過C.CString, C.GoString,和C.GoStringN這些函數(shù)進(jìn)行的. 這些轉(zhuǎn)換將得到字符串類型的一個(gè)副本.
下一個(gè)例子是實(shí)現(xiàn)一個(gè)Print函數(shù), 它使用C標(biāo)準(zhǔn)庫中的fputs函數(shù)把一個(gè)字符串寫到標(biāo)準(zhǔn)輸出上:
package print // #include stdio.h // #include stdlib.h import "C" import "unsafe" func Print(s string) { cs := C.CString(s) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) C.free(unsafe.Pointer(cs)) }
在C程序中進(jìn)行的內(nèi)存分配是不能被Go語言的內(nèi)存管理器感知的. 當(dāng)你使用C.CString創(chuàng)建一個(gè)C字符串時(shí)(或者其它類型的C語言內(nèi)存分配), 你必需記得在使用完后用C.free來釋放它.
調(diào)用C.CString將返回一個(gè)指向字符數(shù)組開始處的指錯, 所以在函數(shù)退出前我們把它轉(zhuǎn)換成一個(gè)unsafe.Pointer(Go中與C的void 等價(jià)的東西), 使用C.free來釋放分配的內(nèi)存. 一個(gè)慣用法是在分配內(nèi)存后緊跟一個(gè)defer(特別是當(dāng)這段代碼比較復(fù)雜的時(shí)候), 這樣我們就有了下面這個(gè)Print函數(shù):
func Print(s string) { cs := C.CString(s) defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) }
構(gòu)建 cgo 包
如果你使用goinstall, 構(gòu)建cgo包就比較容易了, 只要調(diào)用像平常一樣使用goinstall命令, 它就能自動識別這個(gè)特殊的import "C", 然后自動使用cgo來編譯這些文件.
如果你想使用Go的Makefiles來構(gòu)建, 那在CGOFILES變量中列出那些要用cgo處理的文件, 就像GOFILES變量包含一般的Go源文件一樣.
rand包的Makefile可以寫成下面這樣:
include $(GOROOT)/src/Make.inc
TARG=goblog/rand
CGOFILES=\ rand.go\ include $(GOROOT)/src/Make.pkg
然后輸入gomake開始構(gòu)建.
更多 cgo 的資源
cgo的文檔中包含了關(guān)于C偽包的更多詳細(xì)的說明, 以及構(gòu)建過程. Go代碼樹中的cgo的例子給出了更多更高級的用法.
一個(gè)簡單而又符合Go慣用法的基于cgo的包是Russ Cox寫的gosqlite. 而Go語言的網(wǎng)站上也列出了更多的的cgo包.
最后, 如果你對于cgo的內(nèi)部是怎么運(yùn)作這個(gè)事情感到好奇的話, 去看看運(yùn)行時(shí)包的cgocall.c文件的注釋吧.
第一步：all.bash
% cd $GOROOT/src
% ./all.bash
第一步有些突兀，因?yàn)?all.bash 僅僅調(diào)用了其它兩個(gè) shell 腳本；make.bash 和 run.bash。如果你在使用 Windows 或 Plan 9，過程是一樣的，只是腳本擴(kuò)展名變成了.bat 或.rc。對于本文中的其它腳本，請根據(jù)你的系統(tǒng)適當(dāng)改動。
第二步：make.bash
. ./make.bash --no-banner
main.bash 來源于 all.bash，因此調(diào)用退出將正確終止便宜進(jìn)程。main.bash 有三個(gè)主要工作，第一個(gè)是驗(yàn)證編譯 Go 的環(huán)境是否完整。完整性檢查在過去幾年中建立，它通常嘗試避免使用已知的破損工具或必然失敗的環(huán)境進(jìn)行編譯。
第三步. cmd/dist
gcc -O2 -Wall -Werror -ggdb -o cmd/dist/dist -Icmd/dist cmd/dist/*.c
一旦可用性檢查完畢，make.bash 將編譯產(chǎn)生 cmd/dist,cmd/dist取代了之前存在于Go 1 之前的Makefile 編譯系統(tǒng)。cmd/dist用來管理少量的pkg/runtime的代碼生成。cmd/dist 是C語言編寫的程序，能夠充分利用系統(tǒng)C編譯器和頭文件來處理大部分主機(jī)系統(tǒng)平臺的檢測。cmd/dist通常用來檢測主機(jī)的操作系統(tǒng)和體系結(jié)構(gòu),即環(huán)境變量$GOHOSTOS和$GOHOSTARCH .如果是交叉編譯的話，變量 $GOOS和$GOARCH可能會由于你的設(shè)置而不同。事實(shí)上,Go 通常用作跨平臺編譯器，只不過多數(shù)情況下，主機(jī)和目標(biāo)系統(tǒng)一致而已。接下來，make.bash 調(diào)用cmd/dist 的引導(dǎo)參數(shù)的支持庫、 lib9、 libbio 和 libmach，使用編譯器套件，然后用自己的編譯器進(jìn)行編譯。這些工具也是用 C 語言寫的中，但是由系統(tǒng) C 編譯器編譯產(chǎn)生。
echo "# Building compilers and Go bootstrap tool for host, $GOHOSTOS/$GOHOSTARCH."
buildall="-a"
if [ "$1" = "--no-clean" ]; then
buildall=""
fi
./cmd/dist/dist bootstrap $buildall -v # builds go_bootstrap
使用的編譯器套件 cmd/dist 編譯產(chǎn)生一個(gè)版本的gotool，go_bootstrap。但go_bootstrap并不是完整得gotool，比方說 pkg/net 就是孤立的，避免了依賴于 cgo。要編譯的文件的列表以及它們的依賴項(xiàng)，是由cmd/dist編譯的 ，所以十分謹(jǐn)慎地避免引入新的生成依賴項(xiàng) 到 cmd/go。
第四步：go_bootstrap
現(xiàn)在， go_bootstrap 編譯完成了，make.bash 的最后一部就是使用 go_bootstrap 完成 Go 標(biāo)準(zhǔn)庫的編譯，包括整套 gotool 的替換版。
echo "# Building packages and commands for $GOOS/$GOARCH."
"$GOTOOLDIR"/go_bootstrap install -gcflags "$GO_GCFLAGS" \
-ldflags "$GO_LDFLAGS" -v std
第五步：run.bash
現(xiàn)在，make.bash 完成了，運(yùn)行回到了 all.bash，它將引用 run.bash。run.bash 的工作是編譯和測試標(biāo)準(zhǔn)庫，運(yùn)行時(shí)以及語言測試套件。
第一次開發(fā)Go程序，使用Goland過程中遇到的一些問題，開發(fā)的Go后臺需要使用到Windows的一個(gè)32位DLL動態(tài)庫，此為原由,整個(gè)過程如下。
在按照上述方式配置好環(huán)境，并嘗試使用CGO加載DLL時(shí)，執(zhí)行GOLAND的DEBUG提示如下。
經(jīng)過搜索猜測，是目標(biāo)機(jī)器架構(gòu)選擇錯誤導(dǎo)致的。
但是在環(huán)境配置中，已經(jīng)正確的選擇了Arch為386，嘗試使用liteIDE或者直接使用命令行編譯，都能夠正常編譯。唯獨(dú)使用GoLand不行。
看現(xiàn)象應(yīng)該是設(shè)置沒有生效，最后嘗試在Run/Debug Configurations再次設(shè)置Go env解決此問題。步驟如下：
再次點(diǎn)擊debug，發(fā)現(xiàn)debug失敗，提示如下內(nèi)容。
這是因?yàn)?，goland在debug時(shí)使用的是dlv插件，該插件還不支持32位程序的調(diào)試，直接執(zhí)行run就可以了。
在使用命令行編譯go程序時(shí)，可以使用go env命令查看當(dāng)前編譯環(huán)境設(shè)置。
假如需要修改 GOARCH為386，繼續(xù)輸入命令行 set GOARCH=386 即可，如果重新打開cmd終端，則需要重新設(shè)置。所以如果使用命令行編譯，可以寫一個(gè)bat文件，每次都自動先把環(huán)境設(shè)置好。
重慶分公司
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