Go语言高级编程

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2. 第2章 CGO编程

引言

2.1 快速入门

2.1.1 最简CGO程序

2.1.2 基于C标准库函数输出字符串

2.1.3 使用自己的C函数

2.1.4 C代码的模块化

2.1.5 用Go重新实现C函数

2.1.6 面向C接口的Go编程

2.2 CGO基础

2.2.1 import "C"语句

2.2.2 #cgo语句

2.2.3 build tag 条件编译

2.3 类型转换

2.3.1 数值类型

2.3.2 Go 字符串和切片

2.3.3 结构体、联合、枚举类型

2.3.4 数组、字符串和切片

2.3.5 指针间的转换

2.3.6 数值和指针的转换

2.3.7 切片间的转换

2.4 函数调用

2.4.1 Go调用C函数

2.4.2 C函数的返回值

2.4.3 void函数的返回值

2.4.4 C调用Go导出函数

2.5 内部机制

2.5.1 CGO生成的中间文件

2.5.2 Go调用C函数

2.5.3 C调用Go函数

2.6 实战: 封装qsort

2.6.1 认识qsort函数

2.6.2 将qsort函数从Go包导出

2.6.3 改进:闭包函数作为比较函数

2.6.4 改进:消除用户对unsafe包的依赖

2.7 CGO内存模型

2.7.1 Go访问C内存

2.7.2 C临时访问传入的Go内存

2.7.3 C长期持有Go指针对象

2.7.4 导出C函数不能返回Go内存

2.8 C++ 类包装

2.8.1 C++ 类到 Go 语言对象

2.8.1.1 准备一个 C++ 类

2.8.1.2 用纯C函数接口封装 C++ 类

2.8.1.3 将纯C接口函数转为Go函数

2.8.1.4 包装为Go对象

2.8.2 Go 语言对象到 C++ 类

2.8.2.1 构造一个Go对象

2.8.2.2 导出C接口

2.8.2.3 封装C++对象

2.8.2.4 封装C++对象改进

2.8.3 彻底解放C++的this指针

2.9 静态库和动态库

2.9.1 使用C静态库

2.9.2 使用C动态库

2.9.3 导出C静态库

2.9.4 导出C动态库

2.9.5 导出非main包的函数

2.10 编译和链接参数

2.10.1 编译参数:CFLAGS/CPPFLAGS/CXXFLAGS

2.10.2 链接参数:LDFLAGS

2.10.3 pkg-config

2.10.4 go get 链

2.10.5 多个非main包中导出C函数

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3.3.4 标识符规则和特殊标志

Go语言的标识符可以由绝对的包路径加标识符本身定位,因此不同包中的标识符即使同名也不会有问题。Go汇编是通过特殊的符号来表示斜杠和点符号,因为这样可以简化汇编器词法扫描部分代码的编写,只要通过字符串替换就可以了。

下面是汇编中常见的几种标识符的使用方式(通常也适用于函数标识符):

GLOBL ·pkg_name1(SB),$1
GLOBL main·pkg_name2(SB),$1
GLOBL my/pkg·pkg_name(SB),$1

此外,Go汇编中可以定义仅当前文件可以访问的私有标识符(类似C语言中文件内static修饰的变量),以<>为后缀名:

GLOBL file_private<>(SB),$1

这样可以减少私有标识符对其它文件内标识符命名的干扰。

此外,Go汇编语言还在"textflag.h"文件定义了一些标志。其中用于变量的标志有DUPOK、RODATA和NOPTR几个。DUPOK表示该变量对应的标识符可能有多个,在链接时只选择其中一个即可(一般用于合并相同的常量字符串,减少重复数据占用的空间)。RODATA标志表示将变量定义在只读内存段,因此后续任何对此变量的修改操作将导致异常(recover也无法捕获)。NOPTR则表示此变量的内部不含指针数据,让垃圾回收器忽略对该变量的扫描。如果变量已经在Go代码中声明过的话,Go编译器会自动分析出该变量是否包含指针,这种时候可以不用手写NOPTR标志。

比如下面的例子是通过汇编来定义一个只读的int类型的变量:

var const_id int // readonly
#include "textflag.h"

GLOBL ·const_id(SB),NOPTR|RODATA,$8
DATA  ·const_id+0(SB)/8,$9527

我们使用#include语句包含定义标志的"textflag.h"头文件(和C语言中预处理相同)。然后GLOBL汇编命令在定义变量时,给变量增加了NOPTR和RODATA两个标志(多个标志之间采用竖杠分割),表示变量中没有指针数据同时定义在只读数据段。

变量一般也叫可取地址的值,但是const_id虽然可以取地址,但是确实不能修改。不能修改的限制并不是由编译器提供,而是因为对该变量的修改会导致对只读内存段进行写,从而导致异常。