diff --git a/SUMMARY.md b/SUMMARY.md index 13e03ec..6e1a2eb 100644 --- a/SUMMARY.md +++ b/SUMMARY.md @@ -14,7 +14,7 @@ * [2.2. CGO基础](ch2-cgo/ch2-02-basic.md) * [2.3. 类型转换](ch2-cgo/ch2-03-cgo-types.md) * [2.4. 函数调用](ch2-cgo/ch2-04-func.md) - * [2.5. 内部机制(TODO)](ch2-cgo/ch2-05-internal.md) + * [2.5. 内部机制](ch2-cgo/ch2-05-internal.md) * [2.6. 实战: 封装qsort(TODO)](ch2-cgo/ch2-06-qsort.md) * [2.7. CGO内存模型](ch2-cgo/ch2-07-memory.md) * [2.8. C++类包装](ch2-cgo/ch2-08-class.md) diff --git a/ch2-cgo/ch2-05-internal.md b/ch2-cgo/ch2-05-internal.md index 42796e7..b0c0d6b 100644 --- a/ch2-cgo/ch2-05-internal.md +++ b/ch2-cgo/ch2-05-internal.md @@ -138,6 +138,112 @@ void _cgo_506f45f9fa85_Cfunc_sum(void *v) { ## C调用Go函数 +在简单分析了Go调用C函数的流程后,我们现在来分析C反向调用Go函数的流程。同样,我们现构造一个Go语言版本的sum函数,文件名同样为`main.go`: + +``` +package main + +//int sum(int a, int b); +import "C" + +//export sum +func sum(a, b C.int) C.int { + return a + b +} + +func main() {} +``` + +CGO的语法细节不在赘述。为了在C语言中使用sum函数,我们需要将Go代码编译为一个C静态库: + +``` +$ go build -buildmode=c-archive -o sum.a sum.go +``` + +如果没有错误的话,以上编译命令将生成一个`sum.a`静态库和`sum.h`头文件。其中`sum.h`头文件将包含sum函数的声明,静态库中将包含sum函数的实现。 + +要分析生成的C语言版sum函数的调用流程,同样需要分析cgo生成的中间文件: + +``` +$ go tool cgo main.go +``` + +_obj目录还是生成类似的中间文件。为了查看方便,我们刻意忽略了无关的几个文件: + +``` +$ ls _obj | awk '{print $NF}' +_cgo_export.c +_cgo_export.h +_cgo_gotypes.go +main.cgo1.go +main.cgo2.c +``` + +其中`_cgo_export.h`文件的内容和生成C静态库时产生的`sum.h`头文件是同一个文件,里面同样包含sum函数的声明。 + +既然C语言是主调用者,我们需要先从C语言版sum函数的实现开始分析。C语言版本的sum函数在生成的`_cgo_export.c`文件中(该文件包含的是Go语言导出函数对应的C语言函数实现): + +```c +int sum(int p0, int p1) +{ + __SIZE_TYPE__ _cgo_ctxt = _cgo_wait_runtime_init_done(); + struct { + int p0; + int p1; + int r0; + char __pad0[4]; + } __attribute__((__packed__)) a; + a.p0 = p0; + a.p1 = p1; + _cgo_tsan_release(); + crosscall2(_cgoexp_8313eaf44386_sum, &a, 16, _cgo_ctxt); + _cgo_tsan_acquire(); + _cgo_release_context(_cgo_ctxt); + return a.r0; +} +``` + +sum函数的内容采用和前面类似的技术,将sum函数的参数和返回值打包到一个结构体中,然后通过`runtime/cgo.crosscall2`函数将结构体传给`_cgoexp_8313eaf44386_sum`函数执行。 + +`runtime/cgo.crosscall2`函数采用汇编语言实现,它对应的函数声明如下: + +```go +func runtime/cgo.crosscall2( + fn func(a unsafe.Pointer, n int32, ctxt uintptr), + a unsafe.Pointer, n int32, + ctxt uintptr, +) +``` + +其中关键的是fn和a,fn是中间代理函数的指针,a是对应调用参数和返回值的结构体指针。 + +中间的`_cgoexp_8313eaf44386_sum`代理函数在`_cgo_gotypes.go`文件: + +```go +func _cgoexp_8313eaf44386_sum(a unsafe.Pointer, n int32, ctxt uintptr) { + fn := _cgoexpwrap_8313eaf44386_sum + _cgo_runtime_cgocallback(**(**unsafe.Pointer)(unsafe.Pointer(&fn)), a, uintptr(n), ctxt); +} + +func _cgoexpwrap_8313eaf44386_sum(p0 _Ctype_int, p1 _Ctype_int) (r0 _Ctype_int) { + return sum(p0, p1) +} +``` + +内部将sum的包装函数`_cgoexpwrap_8313eaf44386_sum`作为函数指针,然后由`_cgo_runtime_cgocallback`函数完成C语言到Go函数的回调工作。 + + +`_cgo_runtime_cgocallback`函数对应`runtime.cgocallback`函数,函数的类型如下: + +```go +func runtime.cgocallback(fn, frame unsafe.Pointer, framesize, ctxt uintptr) +``` + +参数分别是函数指针,函数参数和返回值对应结构体的指针,函数调用帧大小和上下文参数。 + +整个调用流程图如下: + ![](../images/ch2-call-c-sum-v2.uml.png) -TODO +其中`runtime.cgocallback`函数是实现C语言到Go语言函数跨界调用的关键。更详细的细节可以参考相关函数的实现。 +