C和Go相互調用

C可以調用Go，並且Go可以調用C， 如果更進一步呢， C-->Go-->C 或者 Go-->C-->Go的調用如何?？

本文通過兩個簡單的例子協助你瞭解這兩種複雜的調用關係。本文不涉及兩者之間的複雜的資料轉換，官方文章C? Go? Cgo!、wiki/cgo和cmd/cgo有一些介紹。

Go-->C-->Go

Go程式調用C實現的函數，然後C實現的函數又調用Go實現的函數。

1、首先，我們建立一個hello.go的檔案：

hello.go

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package mainimport "C"import "fmt"//export HelloFromGofunc HelloFromGo() {fmt.Printf("Hello from Go!\n")}

它定義了一個HelloFromGo函數，注意這個函數是一個純的Go函數，我們定義它的輸出符號為HelloFromGo。

2、接著我們建立一個hello.c的檔案：

hello.c

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#include <stdio.h>#include "_cgo_export.h"int helloFromC() { printf("Hi from C\n"); //call Go function HelloFromGo(); return 0;}

這個c檔案定義了一個C函數helloFromC,內部它會調用我們剛才定義的HelloFromGo函數。

這樣，我們實現了C調用Go: C-->Go,下面我們再實現Go調用C。

3、最後建立一個main.go檔案：

main.go

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package main/*extern int helloFromC();*/import "C"func main() {//call c functionC.helloFromC()}

它調用第二步實現的C函數helloFromC。

運行測試一下：

123	$ go run .Hi from CHello from Go!

可以看到，期望的函數調用正常的運行。第一行是C函數的輸出，第二行是Go函數的輸出。

C-->Go-->C

第二個例子示範了C程式調用Go實現的函數，然後Go實現的函數又調用C實現的函數。

1、首先建立一個hello.c檔案：

hello.c

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#include <stdio.h>int helloFromC() { printf("Hi from C\n"); return 0;}

它定義了一個純C實現的函數。

2、接著建立一個hello.go檔案：

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// go build -o hello.so -buildmode=c-shared .package main/*extern int helloFromC();*/import "C"import "fmt"//export HelloFromGofunc HelloFromGo() {fmt.Printf("Hello from Go!\n")C.helloFromC()}func main() {}

它實現了一個Go函數HelloFromGo,內部實現調用了C實現的函數helloFromC,這樣我們就實現了Go-->C。

注意包名設定為package main，並且增加一個空的main函數。

運行go build -o hello.so -buildmode=c-shared .產生一個C可以調用的庫，這調命令執行完後會產生hello.so檔案和hello.h檔案。

3、最後建立一個檔案夾，隨便起個名字，比如main

將剛才產生的hello.so檔案和hello.h檔案複製到main檔案夾，並在main檔案夾中建立一個檔案main.c:

main.c

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#include <stdio.h>#include "hello.h"int main() { printf("use hello lib from C:\n"); HelloFromGo(); return 0;}

運行gcc -o main main.c hello.so產生可執行檔main, 運行main:

1234	$ ./mainuse hello lib from C:Hello from Go!Hi from C

第一行輸出來自main.c,第二行來自Go函數，第三行來自hello.c中的C函數，這樣我們就實現了C-->Go--C的複雜調用。

C-->Go-->C的狀態變數

我們來分析第二步中的一個特殊的情境， 為了下面我們好區分，我們給程式標記一下， 記為C1-->Go-->C2, C2的程式修改一下，加入一個狀態變數a,並且函數helloFromC中會列印a的地址和值，也會將a加一。

hello.c

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#include <stdio.h>int a = 1;int helloFromC() { printf("Hi from C: %p, %d\n", &a, a++); return 0;}

然後修改main.c程式,讓它既通過Go嗲用C1.helloFromC,又直接調用C1.helloFromC,看看多次調用的時候a的指標是否一致，並且a的值是否有變化。

main.c

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#include <stdio.h>#include "hello.h"int main() { printf("use hello lib from C:\n"); // 1. 直接調用C函數 helloFromC(); // 2. 調用Go函數 HelloFromGo(); // 3. 直接調用C函數 helloFromC(); return 0;}

激動人心的時候到了。我們不同的編譯方式會產生不同的結果。

1、gcc -o main main.c hello.so

和第二步相同的編譯方式，編譯出main並執行， 因為hello.so中包含C1.helloFromC實現，所以可以正常執行。

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./mainuse hello lib from C:Hi from C: 0x10092a370, 1Hello from Go!Hi from C: 0x10092a370, 2Hi from C: 0x10092a370, 3

可以看到a的指標是同一個值，無論通過Go函數改變還是通過C函數改變都是更改的同一個變數。

nm可以查看產生的main的符號：

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nm main U _HelloFromGo0000000100000000 T __mh_execute_header U _helloFromC0000000100000f10 T _main U _printf U dyld_stub_binder

U代表這個符號是未定義的符號，通過動態庫連結進來。

2、 gcc -o main main.c hello.so ../hello.c

我們編譯的時候直接連結hello.c的實現，然後運行main:

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./mainuse hello lib from C:Hi from C: 0x104888020, 1Hello from Go!Hi from C: 0x1049f7370, 1Hi from C: 0x104888020, 2

可以看到a是不同的兩個變數。

nm可以查看產生的main的符號：

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nm main U _HelloFromGo0000000100000000 T __mh_execute_header0000000100001020 D _a0000000100000f10 T _helloFromC0000000100000ec0 T _main U _printf U dyld_stub_binder

可以看到_a是初始化的環境變數，_helloFromC的類型是T而不是U,代表它是一個全域的Text符號,這和上一步是不一樣的。

參考文檔

1. https://medium.com/using-go-in-mobile-apps/using-go-in-mobile-apps-part-1-calling-go-functions-from-c-be1ecf7dfbc6
2. https://github.com/vladimirvivien/go-cshared-examples
3. http://golang.org/cmd/cgo
4. https://gist.github.com/zchee/b9c99695463d8902cd33
5. https://medium.com/@liamkelly17/working-with-packed-c-structs-in-cgo-224a0a3b708b
6. https://groups.google.com/forum/#!topic/golang-nuts/EhndTzcPJxQ
7. https://docs.google.com/document/d/1nr-TQHw_er6GOQRsF6T43GGhFDelrAP0NqSS_00RgZQ/edit#
8. https://www.mkssoftware.com/docs/man1/nm.1.asp