喵耳朵

CGO函数调用与数据转换

2023-01-29

4.3k 字

大约需要 20 分钟

CGO是Go程序调用C库的一套机制，可以使Go语言能够站在C/C++的肩膀上。比如Go调用Tensorflow，也就是使用了CGO来实现的。很多语言都支持对C库的调用，一般称为FFI（Foreign Function Interface）。这里需要注意一下，一般的Python、Lua等语言调用C函数的时候，是通过函数签名找到函数的地址，然后直接调用对应的函数。而CGO会先生成中间文件，然后再一起编译调用。这里不具体展开了，总之只需要知道CGO比一般的FFI多了一层中间的步骤。在程序出错的时候，能理解调用栈的关系即可。参考 CGO 和 CGO 性能之谜。

函数调用

package main

/*
CGO的标准写法：
1. 先用注释的方式写入，单行注释和多行注释都支持
  1.1 编译器环境变量
	1.1.1 CFLAGS: C编译选项
	1.1.2 CXXFLAGS: C++编译选项
	1.1.3 CPPFLAGS: C和C++共有的编译选项
	1.1.4 FFLAGS: Fortran编译选项
	1.1.4 LDFLAGS: 链接选项（不区分C和C++）
  1.2 C代码
2. import "C"，相当于将所有的C函数放入虚拟的package C。之后通过`C.xxx`的方式来调用。需要紧跟注释之后。
*/

/*
#cgo LDFLAGS: -lm

#include <math.h>
double my_sqrt(double x) {
	return sqrt(x);
}
*/
import "C" // CGO的标准写法，相当于将C函数放入包`C`中
import "fmt"

func main() {
	a := 100
	fmt.Printf("sqrt(%v) = %v\n", a, C.my_sqrt(C.double(a))) // 调用上面自定义的函数
	fmt.Printf("sqrt(%v) = %v\n", a, C.sqrt(C.double(a)))    // 调用系统库函数（上述的m）
}

// Output:
//  sqrt(100) = 10
//  sqrt(100) = 10

通过上述的例子，我们可以看出，CGO可以调用C的库函数，也可以执行注释中的C代码的函数。一般注释中的C代码都是比较简短的。

接下来要介绍C和Go之间的数据是如何传递的。

C++对象模型

2023-01-19

C++

7.6k 字

大约需要 40 分钟

本文主要是在看《Inside the C++ Object Model》的时候，想通过案例的方式加深一下理解。

首先，由于编译器有内存对齐的优化，比如：

#include <iostream>

class WithAlign {
    int a;
    char b;
};

#pragma pack(push, 1)
class WithoutAlign {
    int a;
    char b;
};
#pragma pack(pop)

int main() {
    std::cout << "WithAlign: " << sizeof(WithAlign) << std::endl;
    std::cout << "WithoutAlign: " << sizeof(WithoutAlign) << std::endl;
}

// Output:
//  WithAlign: 8
//  WithoutAlign: 5

内存对齐的类大小为8（按int 4字节对齐），未对齐的为5（int + char）。这里为了更容易理解，全部默认使用1字节对齐。

注意，本文中的内容均仅在自己的机器的Docker容器中做测试，环境为：64位 ubuntu 16.04， gcc 5.5。

# lsb_release -a
Distributor ID: Ubuntu
Description:    Ubuntu 16.04.7 LTS
Release:        16.04
Codename:       xenial

# uname -a
Linux 06f25c7abffd 5.15.49-linuxkit #1 SMP Tue Sep 13 07:51:46 UTC 2022 x86_64 x86_64 x86_64 GNU/Linux

# gcc --version
gcc (Ubuntu 5.5.0-12ubuntu1~16.04) 5.5.0 20171010