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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补充说明

Go汇编语言的官方文档非常匮乏。其中“A Quick Guide to Go's Assembler”是唯一的一篇系统讲述Go汇编语言的官方文章,该文章中又引入了另外两篇Plan9的文档:A Manual for the Plan 9 assembler 和 Plan 9 C Compilers。Plan9的两篇文档分别讲述了汇编语言以及和汇编有关联的C语言编译器的细节。看过这几篇文档之后会对Go汇编语言有了一些模糊的概念,剩下的就是在实战中通过代码学习了。

Go语言的编译器和汇编器都带了一个-S参数,可以查看生成的最终目标代码。通过对比目标代码和原始的Go语言或Go汇编语言代码的差异可以加深对底层实现的理解。同时Go语言连接器的实现代码也包含了很多相关的信息。Go汇编语言是依托Go语言的语言,因此理解Go语言的工作原理是也是必要的。比较重要的部分是Go语言runtime和reflect包的实现原理。如果读者了解CGO技术,那么对Go汇编语言的学习也是一个巨大的帮助。最后是要了解syscall包是如何实现系统调用的。

得益于Go语言的设计,Go汇编语言的优势也非常明显:跨操作系统、不同CPU之间的用法也非常相似、支持C语言预处理器、支持模块。同时Go汇编语言也存在很多不足:它不是一个独立的语言,底层需要依赖Go语言甚至操作系统;很多高级特性很难通过手工汇编完成。虽然Go语言官方尽量保持Go汇编语言简单,但是汇编语言是一个比较大的话题,大到足以写一本Go汇编语言的教程。本章的目的是让大家对Go汇编语言简单入门,在看到底层汇编代码的时候不会一头雾水,在某些遇到性能受限制的场合能够通过Go汇编突破限制。