diff --git a/ch1-basic/ch1-02-hello-revolution.md b/ch1-basic/ch1-02-hello-revolution.md index 601efd8..6f7a6ca 100644 --- a/ch1-basic/ch1-02-hello-revolution.md +++ b/ch1-basic/ch1-02-hello-revolution.md @@ -285,109 +285,6 @@ func main() { Go语言终于移除了语句末尾的分号。这是Go语言在2009年11月10号正式开源之后第一个比较重要的语法改进。从1978年C语言教程第一版引入的分号分割的规则到现在，Go语言的作者们花了整整32年终于移除了语句末尾的分号。在这32年的演化的过程中必然充满了各种八卦故事，我想这一定是Go语言设计者深思熟虑的结果（现在Swift等新的语言也是默认忽略分号的，可见分号确实并不是那么的重要）。 -## CGO版本 - -Go语言开源初期就支持通过CGO和C语言保持交互。CGO通过导入一个虚拟的`"C"`包来访问C语言中的函数。下面是CGO版本的“Hello World”程序： - -```go -package main - -// #include -// #include -import "C" -import "unsafe" - -func main() { - msg := C.CString("Hello, World!\n") - defer C.free(unsafe.Pointer(msg)) - - C.fputs(msg, C.stdout) -} -``` - -先通过`C.CString`函数将Go语言字符串转为C语言字符串，然后调用C语言的`C.fputs`函数向标准输出窗口打印转换后的C字符串。`defer`延迟语句保证程序返回前通过`C.free`释放分配的C字符串。需要注意的是, CGO不支持C语言中的可变参数函数（因为Go语言每次函数调用的栈帧大小是固定的，而且Go语言中可变参数语法只是切片的一个语法糖而已），因此在Go语言中是无法通过CGO访问C语言的`printf`等可变参数函数的。同时，CGO只能访问C语言的函数、变量和简单的宏定义常量，CGO并不支持访问C++语言的符号（C++和C语言符号的名字修饰规则不同，CGO采用C语言的名字修饰规则）。 - -其实CGO不仅仅用于在Go语言中调用C语言函数，还可以用于导出Go语言函数给C语言函数调用。在用Go语言编写生成C语言的静、动态库时，也可以用CGO导出对应的接口函数。正是CGO的存在，才保证了Go语言和C语言资源的双向互通，同时保证了Go语言可以继承C语言已有的庞大的软件资产。 - -## SWIG版本 - -Go语言开源初期除了支持通过CGO访问C语言资源外，还支持通过SWIG访问C/C++接口。SWIG是从2010年10月04日发布的SWIG-2.0.1版本开始正式支持Go语言的。可以将SWIG看作一个高级的CGO代码自动生成器，同时通过生成C语言桥接代码增加了对C++类的支持。下面是SWIG版本的"Hello World"程序： - -首先是创建一个`hello.cc`文件，里面有`SayHello`函数用于打印（这里的`SayHello`函数采用C++的名字修饰规则）: - -```c++ -#include - -void SayHello() { - std::cout << "Hello, World!" << std::endl; -} -``` - -然后创建一个`hello.swigcxx`文件，以SWIG语法导出上面的C++函数`SayHello`: - -```swig -%module main - -%inline %{ -extern void SayHello(); -%} -``` - -然后在Go语言中直接访问`SayHello`函数（首字母自动转为大写字母）： - -```go -package main - -import ( - hello "." -) - -func main() { - hello.SayHello() -} -``` - -需要将上述3个文件放到同一个目录中，并且`hello.swigcxx`和Go文件对应同一个包。系统除了需要安装Go语言环境外，还需要安装对应版本的SWIG工具。最后运行`go build`就可以构建了。 - -*注: 在Windows系统下, 路径最长为260个字符. 这个程序生成的中间cgo文件可能导致某些文件的绝对路径长度超出Windows系统限制, 可能导致程序构建失败. 这是由于`go build`调用swig和cgo等命令生成中间文件时生成的不合适的超长文件名导致（作者提交ISSUE3358，Go1.8已经修复）。* - -## Go汇编语言版本 - -Go语言底层使用了自己独有的跨操作系统汇编语言，该汇编语言是从Plan9系统的汇编语言演化而来。Go汇编语言并不能独立使用，它是属于Go语言的一个组成部分，必须以Go语言包的方式被组织。下面是Go汇编语言版本的“Hello World”程序： - -先创建一个`main.go`文件，以Go语言的语法声明包和声明汇编语言对应的函数签名，函数签名不能有函数体： - -```go -package main - -func main() -``` - -然后创建`main_amd64.s`文件，对应Go汇编语言实现AMD64架构的`main`函数： - -```asm -#include "textflag.h" -#include "funcdata.h" - -// "Hello World!\n" -DATA text<>+0(SB)/8,$"Hello Wo" -DATA text<>+8(SB)/8,$"rld!\n" -GLOBL text<>(SB),NOPTR,$16 - -// func main() -TEXT ·main(SB), $16-0 - NO_LOCAL_POINTERS - MOVQ $text<>+0(SB), AX - MOVQ AX, (SP) - MOVQ $16, 8(SP) - CALL runtime·printstring(SB) - RET -``` - -代码中`#include "textflag.h"`语句包含运行时库定义的头文件, 里面含有`NOPTR`/`NO_LOCAL_POINTERS`等基本的宏的定义。`DATA`汇编指令用于定义数据，每个数据的宽度必须是1/2/4/8，然后`GLOBL`汇编命令在当前文件内导出`text`变量符号。`TEXT ·main(SB), $16-0`用于定义`main`函数，其中`$16-0`表示`main`函数的帧大小是16个字节（对应string头的大小，用于给`runtime·printstring`函数传递参数），`0`表示`main`函数没有参数和返回值。`main`函数内部通过调用运行时内部的`runtime·printstring(SB)`函数来打印字符串。 - -Go汇编语言虽然针对每种CPU架构（主要有386/AMD64/ARM／ARM64等）有对应的指令和寄存器，但是汇编语言的基本语法和函数调用规范是一致的，不同操作系统之间用法是一致的。在Go语言标准库中，`runtime`运行时库、`math`数学库和`crypto`密码相关的函数很多是采用汇编语言实现的。其中`runtime`运行时库中采用部分汇编语言并不完全是为了性能，而是运行时的某些特性功能（比如goroutine上下文的切换等）无法用纯Go实现，因此需要汇编代码实现某些辅助功能。对于普通用户而言，Go汇编语言的最大价值在于性能的优化，对于性能比较关键的地方，可以尝试用Go汇编语言实现终极优化。 - ## 你好, 世界! - V2.0 diff --git a/draft/ch1-02.md b/draft/ch1-02.md new file mode 100644 index 0000000..3afd857 --- /dev/null +++ b/draft/ch1-02.md @@ -0,0 +1,105 @@ + +## CGO版本 + +Go语言开源初期就支持通过CGO和C语言保持交互。CGO通过导入一个虚拟的`"C"`包来访问C语言中的函数。下面是CGO版本的“Hello World”程序： + +```go +package main + +// #include +// #include +import "C" +import "unsafe" + +func main() { + msg := C.CString("Hello, World!\n") + defer C.free(unsafe.Pointer(msg)) + + C.fputs(msg, C.stdout) +} +``` + +先通过`C.CString`函数将Go语言字符串转为C语言字符串，然后调用C语言的`C.fputs`函数向标准输出窗口打印转换后的C字符串。`defer`延迟语句保证程序返回前通过`C.free`释放分配的C字符串。需要注意的是, CGO不支持C语言中的可变参数函数（因为Go语言每次函数调用的栈帧大小是固定的，而且Go语言中可变参数语法只是切片的一个语法糖而已），因此在Go语言中是无法通过CGO访问C语言的`printf`等可变参数函数的。同时，CGO只能访问C语言的函数、变量和简单的宏定义常量，CGO并不支持访问C++语言的符号（C++和C语言符号的名字修饰规则不同，CGO采用C语言的名字修饰规则）。 + +其实CGO不仅仅用于在Go语言中调用C语言函数，还可以用于导出Go语言函数给C语言函数调用。在用Go语言编写生成C语言的静、动态库时，也可以用CGO导出对应的接口函数。正是CGO的存在，才保证了Go语言和C语言资源的双向互通，同时保证了Go语言可以继承C语言已有的庞大的软件资产。 + + +## SWIG版本 + +Go语言开源初期除了支持通过CGO访问C语言资源外，还支持通过SWIG访问C/C++接口。SWIG是从2010年10月04日发布的SWIG-2.0.1版本开始正式支持Go语言的。可以将SWIG看作一个高级的CGO代码自动生成器，同时通过生成C语言桥接代码增加了对C++类的支持。下面是SWIG版本的"Hello World"程序： + +首先是创建一个`hello.cc`文件，里面有`SayHello`函数用于打印（这里的`SayHello`函数采用C++的名字修饰规则）: + +```c++ +#include + +void SayHello() { + std::cout << "Hello, World!" << std::endl; +} +``` + +然后创建一个`hello.swigcxx`文件，以SWIG语法导出上面的C++函数`SayHello`: + +```swig +%module main + +%inline %{ +extern void SayHello(); +%} +``` + +然后在Go语言中直接访问`SayHello`函数（首字母自动转为大写字母）： + +```go +package main + +import ( + hello "." +) + +func main() { + hello.SayHello() +} +``` + +需要将上述3个文件放到同一个目录中，并且`hello.swigcxx`和Go文件对应同一个包。系统除了需要安装Go语言环境外，还需要安装对应版本的SWIG工具。最后运行`go build`就可以构建了。 + +*注: 在Windows系统下, 路径最长为260个字符. 这个程序生成的中间cgo文件可能导致某些文件的绝对路径长度超出Windows系统限制, 可能导致程序构建失败. 这是由于`go build`调用swig和cgo等命令生成中间文件时生成的不合适的超长文件名导致（作者提交ISSUE3358，Go1.8已经修复）。* + + +## Go汇编语言版本 + +Go语言底层使用了自己独有的跨操作系统汇编语言，该汇编语言是从Plan9系统的汇编语言演化而来。Go汇编语言并不能独立使用，它是属于Go语言的一个组成部分，必须以Go语言包的方式被组织。下面是Go汇编语言版本的“Hello World”程序： + +先创建一个`main.go`文件，以Go语言的语法声明包和声明汇编语言对应的函数签名，函数签名不能有函数体： + +```go +package main + +func main() +``` + +然后创建`main_amd64.s`文件，对应Go汇编语言实现AMD64架构的`main`函数： + +```asm +#include "textflag.h" +#include "funcdata.h" + +// "Hello World!\n" +DATA text<>+0(SB)/8,$"Hello Wo" +DATA text<>+8(SB)/8,$"rld!\n" +GLOBL text<>(SB),NOPTR,$16 + +// func main() +TEXT ·main(SB), $16-0 + NO_LOCAL_POINTERS + MOVQ $text<>+0(SB), AX + MOVQ AX, (SP) + MOVQ $16, 8(SP) + CALL runtime·printstring(SB) + RET +``` + +代码中`#include "textflag.h"`语句包含运行时库定义的头文件, 里面含有`NOPTR`/`NO_LOCAL_POINTERS`等基本的宏的定义。`DATA`汇编指令用于定义数据，每个数据的宽度必须是1/2/4/8，然后`GLOBL`汇编命令在当前文件内导出`text`变量符号。`TEXT ·main(SB), $16-0`用于定义`main`函数，其中`$16-0`表示`main`函数的帧大小是16个字节（对应string头的大小，用于给`runtime·printstring`函数传递参数），`0`表示`main`函数没有参数和返回值。`main`函数内部通过调用运行时内部的`runtime·printstring(SB)`函数来打印字符串。 + +Go汇编语言虽然针对每种CPU架构（主要有386/AMD64/ARM／ARM64等）有对应的指令和寄存器，但是汇编语言的基本语法和函数调用规范是一致的，不同操作系统之间用法是一致的。在Go语言标准库中，`runtime`运行时库、`math`数学库和`crypto`密码相关的函数很多是采用汇编语言实现的。其中`runtime`运行时库中采用部分汇编语言并不完全是为了性能，而是运行时的某些特性功能（比如goroutine上下文的切换等）无法用纯Go实现，因此需要汇编代码实现某些辅助功能。对于普通用户而言，Go汇编语言的最大价值在于性能的优化，对于性能比较关键的地方，可以尝试用Go汇编语言实现终极优化。