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Cgo 使得Go程序能够调用C代码. cgo读入一个用特别的格式写的Go语言源文件, 输出Go和C程序, 使得C程序能打包到Go语言的程序包中.
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举例说明一下. 下面是一个Go语言包, 包含了两个函数 -- Random 和 Seed -- 是C语言库中random和srandom函数的马甲.
package rand
/*
#include stdlib.h
*/ import "C" func Random() int { return int(C.random()) } func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }
我们来看一下这里都有什么内容. 开始是一个包的导入语句.
rand包导入了"C"包, 但你会发现在Go的标准库里没有这个包. 那是因为C是一个"伪包", 一个为cgo引入的特殊的包名, 它是C命名空间的一个引用.
rand 包包含4个到C包的引用: 调用 C.random和C.srandom, 类型转换 C.uint(i)还有引用语句.
Random函数调用libc中的random函数, 然后回返结果. 在C中, random返回一个C类型的长整形值, cgo把它轮换为C.long. 这个值必需转换成Go的类型, 才能在Go程序中使用. 使用一个常见的Go类型转换:
func Random() int { return int(C.random()) }
这是一个等价的函数, 使用了一个临时变量来进行类型转换:
func Random() int { var r C.long = C.random() return int(r) }
Seed函数则相反. 它接受一个Go语言的int类型, 转换成C语言的unsigned int类型, 然后传递给C的srandom函数.
func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }
需要注意的是, cgo中的unsigned int类型写为C.uint; cgo的文档中有完整的类型列表.
这个例子中还有一个细节我们没有说到, 那就是导入语句上面的注释.
/*
#include stdlib.h
*/ import "C"
Cgo可以识别这个注释, 并在编译C语言程序的时候将它当作一个头文件来处理. 在这个例子中, 它只是一个include语句, 然而其实它可以是使用有效的C语言代码. 这个注释必需紧靠在import "C"这个语句的上面, 不能有空行, 就像是文档注释一样.
Strings and things
与Go语言不同, C语言中没有显式的字符串类型. 字符串在C语言中是一个以0结尾的字符数组.
Go和C语言中的字符串转换是通过C.CString, C.GoString,和C.GoStringN这些函数进行的. 这些转换将得到字符串类型的一个副本.
下一个例子是实现一个Print函数, 它使用C标准库中的fputs函数把一个字符串写到标准输出上:
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程序中进行的内存分配是不能被Go语言的内存管理器感知的. 当你使用C.CString创建一个C字符串时(或者其它类型的C语言内存分配), 你必需记得在使用完后用C.free来释放它.
调用C.CString将返回一个指向字符数组开始处的指错, 所以在函数退出前我们把它转换成一个unsafe.Pointer(Go中与C的void 等价的东西), 使用C.free来释放分配的内存. 一个惯用法是在分配内存后紧跟一个defer(特别是当这段代码比较复杂的时候), 这样我们就有了下面这个Print函数:
func Print(s string) { cs := C.CString(s) defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) }
构建 cgo 包
如果你使用goinstall, 构建cgo包就比较容易了, 只要调用像平常一样使用goinstall命令, 它就能自动识别这个特殊的import "C", 然后自动使用cgo来编译这些文件.
如果你想使用Go的Makefiles来构建, 那在CGOFILES变量中列出那些要用cgo处理的文件, 就像GOFILES变量包含一般的Go源文件一样.
rand包的Makefile可以写成下面这样:
include $(GOROOT)/src/Make.inc
TARG=goblog/rand
CGOFILES=\ rand.go\ include $(GOROOT)/src/Make.pkg
然后输入gomake开始构建.
更多 cgo 的资源
cgo的文档中包含了关于C伪包的更多详细的说明, 以及构建过程. Go代码树中的cgo的例子给出了更多更高级的用法.
一个简单而又符合Go惯用法的基于cgo的包是Russ Cox写的gosqlite. 而Go语言的网站上也列出了更多的的cgo包.
最后, 如果你对于cgo的内部是怎么运作这个事情感到好奇的话, 去看看运行时包的cgocall.c文件的注释吧.
Go 语言和 C 语言的一个很大的区别是， Go 语言只静态编译，做个测试：
一方面是 Go 语言编译后的可执行文件大小比 C 语言的大很多，
另一方面是 C 语言的可执行文件需要依赖 glibc 动态库，
用 ldd 命令可以看出来：
或者直接删除 glibc 动态库， C 可执行程序报错，而 Go 的还能运行：
这时候只有内部命令可以运行，外部命令，包括 ln 甚至最常用的 ls 命令也不能运行了：
设置好 LD_PRELOAD 环境变量之后， ln 命令可以运行，但是 sudo 仍然不能运行
只能靠 root 用户来重新创建软连接了：
所以用 sudo 来 rm 文件要小心，还是用 root 比较好。如果没有预先留一个打开的 root 终端，登录都登不进去。
工程结构如上图所示，我们需要实现的目标是在go文件中调用c文件
foo.c如下：
foo.go如下
foo.h如下：
编译过程如下：
1、先将c文件编译为.o文件，然后生成动态链接库.dylib文件
(1) clang -c foo.c
（2 clang -shared foo.o -o libfoo.dylib
2、在上述的动态链接库生成之后，在foo.go中添加动态链接命令：#cgo LDFLAGS: -L./ -lfoo
需要注意的是
中间不能有空格
可以用注释符//和/**/包围C代码
import 逗C地 和包含C代码之间是没有空行的
动态库的导入和编译选项通过LDFLAGS、CFLAGS/CXXFLAGS来设置
还可以用pkg-config #cgo pkg-config : xxxxname
编译宏定义指定#cgo CFLAGS: -DNDEBUG -DXXXX=2
今天先看看go和c之间的类型转换：
char -- C.char -- byte
signed char -- C.schar -- int8
unsigned char -- C.uchar -- uint8
short int -- C.short -- int16
short unsigned int -- C.ushort -- uint16
