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.
第一步：all.bash
% cd $GOROOT/src
% ./all.bash
第一步有些突兀，因为 all.bash 仅仅调用了其它两个 shell 脚本；make.bash 和 run.bash。如果你在使用 Windows 或 Plan 9，过程是一样的，只是脚本扩展名变成了.bat 或.rc。对于本文中的其它脚本，请根据你的系统适当改动。
第二步：make.bash
. ./make.bash --no-banner
main.bash 来源于 all.bash，因此调用退出将正确终止便宜进程。main.bash 有三个主要工作，第一个是验证编译 Go 的环境是否完整。完整性检查在过去几年中建立，它通常尝试避免使用已知的破损工具或必然失败的环境进行编译。
第三步. cmd/dist
gcc -O2 -Wall -Werror -ggdb -o cmd/dist/dist -Icmd/dist cmd/dist/*.c
一旦可用性检查完毕，make.bash 将编译产生 cmd/dist,cmd/dist取代了之前存在于Go 1 之前的Makefile 编译系统。cmd/dist用来管理少量的pkg/runtime的代码生成。cmd/dist 是C语言编写的程序，能够充分利用系统C编译器和头文件来处理大部分主机系统平台的检测。cmd/dist通常用来检测主机的操作系统和体系结构,即环境变量$GOHOSTOS和$GOHOSTARCH .如果是交叉编译的话，变量 $GOOS和$GOARCH可能会由于你的设置而不同。事实上,Go 通常用作跨平台编译器，只不过多数情况下，主机和目标系统一致而已。接下来，make.bash 调用cmd/dist 的引导参数的支持库、 lib9、 libbio 和 libmach，使用编译器套件，然后用自己的编译器进行编译。这些工具也是用 C 语言写的中，但是由系统 C 编译器编译产生。
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
使用的编译器套件 cmd/dist 编译产生一个版本的gotool，go_bootstrap。但go_bootstrap并不是完整得gotool，比方说 pkg/net 就是孤立的，避免了依赖于 cgo。要编译的文件的列表以及它们的依赖项，是由cmd/dist编译的 ，所以十分谨慎地避免引入新的生成依赖项 到 cmd/go。
第四步：go_bootstrap
现在， go_bootstrap 编译完成了，make.bash 的最后一部就是使用 go_bootstrap 完成 Go 标准库的编译，包括整套 gotool 的替换版。
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
现在，make.bash 完成了，运行回到了 all.bash，它将引用 run.bash。run.bash 的工作是编译和测试标准库，运行时以及语言测试套件。
第一次开发Go程序，使用Goland过程中遇到的一些问题，开发的Go后台需要使用到Windows的一个32位DLL动态库，此为原由,整个过程如下。
在按照上述方式配置好环境，并尝试使用CGO加载DLL时，执行GOLAND的DEBUG提示如下。
经过搜索猜测，是目标机器架构选择错误导致的。
但是在环境配置中，已经正确的选择了Arch为386，尝试使用liteIDE或者直接使用命令行编译，都能够正常编译。唯独使用GoLand不行。
看现象应该是设置没有生效，最后尝试在Run/Debug Configurations再次设置Go env解决此问题。步骤如下：
再次点击debug，发现debug失败，提示如下内容。
这是因为，goland在debug时使用的是dlv插件，该插件还不支持32位程序的调试，直接执行run就可以了。
在使用命令行编译go程序时，可以使用go env命令查看当前编译环境设置。
假如需要修改 GOARCH为386，继续输入命令行 set GOARCH=386 即可，如果重新打开cmd终端，则需要重新设置。所以如果使用命令行编译，可以写一个bat文件，每次都自动先把环境设置好。