Cgo и build дълбини

12.12.2018

Но преди това

Въпроси за мъфини

Въпрос #1

Какво прави go generate ./...? Как?

Въпрос #2

Къде можете да видите документацията на gitlab.com/ivan/libawesome?

Въпрос #3

Кога работи вградения race detector? Как се ползва?

Въпрос #4

Как мога да направя файл в пакет, който се build-ва само в Линукс?

Въпрос #5

Днес ще видите

C? Go? Cgo!

C в .go файлове

package main

/*
#include <stdlib.h>
*/
import "C"

func Random() int {
    return int(C.random())
}

func Seed(i int) {
    C.srandom(C.uint(i))
}

Особености

// #cgo CFLAGS: -DPNG_DEBUG=1
// #cgo amd64 386 CFLAGS: -DX86=1
// #cgo LDFLAGS: -lpng
// #include <png.h>
import "C"
// #cgo pkg-config: png cairo

Go в .c файлове (1)

package goc

import "C"

//export GreetFromGo
func GreetFromGo(name string) {
    println("Hello from Go, ", name)
}

func main() {
    // Needed by cgo in order to generate a library
}

Go в .c файлове (2)

go build -buildmode=c-archive -o goc.a goc.go
extern void GreetFromGo(GoString p0);

Go в .c файлове (3)

#include "goc.h"
#include <stdio.h>

int main() {
  printf("Hi, I am a C program.\n");
  GoString name = {"Doycho", 4};
  GreetFromGo(name);
  return 0;
}

gcc -pthread -o out goc.c goc.a

Никога не е толкова просто

github.com/golang/go/wiki/cgo

golang.org/src/cmd/cgo/doc.go

Стигне ли се до компилиране на C, забравете за лесно:

Но, за това пък, има много от:

Ситният шрифт (2)

Споделяне на памет, алокирана от Go е възможно ако:

runtime проверява за това и ако види нарушение crash-ва програмата.

Още от магиите на "C"

Error handling

n, err := C.sqrt(-1)

Function pointers

Мoля?

package main

// typedef int (*intFunc) ();
//
// int
// bridge_int_func(intFunc f)
// {
//      return f();
// }
//
// int fortytwo()
// {
//      return 42;
// }
import "C"
import "fmt"

func main() {
    f := C.intFunc(C.fortytwo)
    fmt.Println(int(C.bridge_int_func(f)))
    // Output: 42
}

Друг начин за викане на Go от C

package main

func Add(a, b int) int {
    return a + b
}

Друг начин за викане на Go от C (2)

#include <stdio.h>

extern int go_add(int, int) __asm__ ("example.main.Add");

int main() {
  int x = go_add(2, 3);
  printf("Result: %d\n", x);
}

Друг начин за викане на Go от C (3)

all: main

main: foo.o bar.c
    gcc foo.o bar.c -o main

foo.o: foo.go
    gccgo -c foo.go -o foo.o -fgo-prefix=example

clean:
    rm -f main *.o

Указатели без граници

package unsafe

Декларира невинно изглеждащите:

реално тези дефиниции съществуват главно за документация, имплементацията е в компилатора.

Safety third

unsafe.Pointer има четири важни харектеристики

Това е практическо заобикаляне на типовата система в Go.

Unsafe пример:

package main

/*
#include <stdlib.h>
*/
import "C"
import (
    "fmt"
    "unsafe"
)

func main() {
    cs := C.CString("42")            // alloc on C's heap
    defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) // don't leak
    answer := C.atoi(cs)
    fmt.Println(answer)
}

Адресна аритметика:

package main

import "unsafe"
import "fmt"


type slice struct {
    array      unsafe.Pointer
    size, _cap int
}

func main() {
    var p = []string{"Hello", " "}
    p = append(p, "World!")
    var s = (*slice)(unsafe.Pointer(&p))
    var sizeOfString = unsafe.Sizeof("")
    fmt.Printf("size=%d, cap=%d\n", s.size, s._cap)
    for i := 0; s.size > i; i++ {
        fmt.Printf("[%d]: `%s`\n", i,
            *(*string)(unsafe.Pointer(uintptr(s.array) + uintptr(i)*sizeOfString)))
    }
}

Go in Go

С? Защо?

Компилатор

Runtime

Как се махат хиляди редове С?

www.youtube.com/watch?v=cF1zJYkBW4A&feature=youtu.be

Също преминали в Go Land:

Go assembler

Go assembler

IBM System/360

1        PRINT NOGEN
2 STOCK1 START 0
3 BEGIN  BALR  11,0
4        USING *,11
5        MVC   NEWOH,OLDOH
6        AP    NEWOH,RECPT
7        AP    NEWOH,ISSUE
8        EOJ
11 OLDOH DC    PL4'9'
12 RECPT DC    PL4'4'
13 ISSUE DC    PL4'6'
14 NEWOH DS    PL4
15       END   BEGIN

Apollo 11 Guidance Computer

# TO ENTER A JOB REQUEST REQUIRING NO VAC AREA:

          COUNT     02/EXEC
                
NOVAC     INHINT
          AD        FAKEPRET     # LOC(MPAC +6) - LOC(QPRET)
          TS        NEWPRIO      # PRIORITY OF NEW JOB + NOVAC C(FIXLOC)

          EXTEND
          INDEX     Q            # Q WILL BE UNDISTURBED THROUGHOUT.
          DCA       0            # 2CADR OF JOB ENTERED.
          DXCH      NEWLOC
          CAF       EXECBANK
          XCH       FBANK
          TS        EXECTEM1
          TCF       NOVAC2       # ENTER EXECUTIVE BANK.

Използван за ходене до луната

Маргарет Хамилтън

PDP-10

TITLE   COUNT
 
A=1                             ;Define a name for an accumulator.

START:  MOVSI A,-100            ;initialize loop counter.
                                ;A contains -100,,0
LOOP:   HRRZM A,TABLE(A)        ;Use right half of A to index.
        AOBJN A,LOOP            ;Add 1 to both halves (-77,,1 -76,,2 etc.)
                                ;Jump if still negative.
        .VALUE                  ;Halt program.

TABLE:  BLOCK 100               ;Assemble space to fill up.

END START                       ;End the assembly.

PDP-11

/ a3 -- pdp-11 assembler pass 1

assem:
        jsr     pc,readop
        jsr     pc,checkeos
        br      ealoop
        tst     ifflg
        beq     3f
        cmp     r4,$200
        blos    assem
        cmpb    (r4),$21   /if
        bne     2f
        inc     ifflg
2:
        cmpb    (r4),$22   /endif
        bne     assem
        dec     ifflg
        br      assem

Motorola 68000

strtolower      public
                link    a6,#0           ;Set up stack frame
                movea   8(a6),a0        ;A0 = src, from stack
                movea   12(a6),a1       ;A1 = dst, from stack
loop            move.b  (a0)+,d0        ;Load D0 from (src)
                cmpi    #'A',d0         ;If D0 < 'A',
                blo     copy            ;skip
                cmpi    #'Z',d0         ;If D0 > 'Z',
                bhi     copy            ;skip
                addi    #'a'-'A',d0     ;D0 = lowercase(D0)
copy            move.b  d0,(a1)+        ;Store D0 to (dst)
                bne     loop            ;Repeat while D0 <> NUL
                unlk    a6              ;Restore stack frame
                rts                     ;Return
                end

CRAY-1

ident slice
         V6        0               ; initialize S
         A4        S0              ; initialize *x
         A5        S1              ; initialize *y
         A3        S2              ; initialize i
loop     S0        A3
         JSZ       exit            ; if S0 == 0 goto exit
         VL        A3              ; set vector length
         V11       ,A4,1           ; load slice of x[i], stride 1
         V12       ,A5,1           ; load slice of y[i], stride 1
         V13       V11 *F V12      ; slice of x[i] * y[i]
         V6        V6 +F V13       ; partial sum
         A14       VL              ; get vector length of this iteration
         A4        A4 + A14        ; *x = *x + VL
         A5        A5 + A14        ; *y = *y + VL
         A3        A3 - A14        ; i = i - VL
         J        loop
 exit

Go assembler

Имат доста обща структура: 

subroutine header
label:
    instruction operand...    ; comment
    ...

Нека ги направим еднакви!

Чрез собствен assembler, който след това лесно се превежда до реалния на всяка машина.

Един пример

Нека разгледаме go програмата 

package add

func add(a, b int) int {
    return a + b
}

И сега генерирания assembly

32-bit x86 (386)

TEXT add(SB), $0-12
    MOVL    a+4(FP), BX
    ADDL    b+8(FP), BX
    MOVL    BX, 12(FP)
    RET

64-bit x86 (amd64)

TEXT add(SB), $0-24
    MOVQ    b+16(FP), AX
    MOVQ    a+8(FP), CX
    ADDQ    CX, AX
    MOVQ    AX, 24(FP)
    RET

64-bit arm (arm64)

TEXT add(SB), $-8-24
    MOVD    a(FP), R0
    MOVD    b+8(FP), R1
    ADD     R1, R0
    MOVD    R0, 16(FP)
    RET

S390 (s390x)

TEXT add(SB), $0-24
    MOVD    a(FP), R1
    MOVD    b+8(FP), R2
    ADD     R2, R1, R1
    MOVD    R1, 16(FP)
    RET

64-bit Power (ppc64le)

TEXT add(SB), $0-24
    MOVD    a(FP), R2
    MOVD    b+8(FP), R3
    ADD     R3, R2
    MOVD    R2, 16(FP)
    RET

... and so on

На практика са еднакви.

Какво се печели?

Пример?

github.com/golang/go/blob/master/src/cmd/internal/obj/arm64/asm7.go

Повече от командир Pike

www.youtube.com/watch?v=KINIAgRpkDA

Go linker

GODEBUG

Добре, компилира се!

Повече информация

export GODEBUG="name=flag"

Пример: 

export GODEBUG="gctrace=2,invalidptr=1"

Позволява:

...

GOGC

GOMAXPROCS

Въпроси?

fmi@golang.bg

http://fmi.golang.bg/

@fmi_golang