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FFI实战之对接GO(CGO)(三)

上集回顾

在上篇中,咱们讲了如何在GO语言中如何使用其他语言(在CGO内实现一个调用回调函数的跳板函数)从外部传递进来的回调函数,并且留下了一个问题,就是如果不使用跳板函数,如何来处理调用这个回调函数呢,不知道大家的答案怎么样,现在给出我的正经答案,那么就是使用syscall系统调用来做,实际上后面咱们调用其他语言动态库函数,这个也是最常用的,比如调用API函数等。

func notify(msg string) {
    //C.callNotify(unsafe.Pointer(notifyCallBack), C.pgoString(unsafe.Pointer(&msg)))
    syscall.Syscall(notifyCallBack, 1, uintptr(unsafe.Pointer(&msg)), 0, 0)
}

很简单对不对,直接将回调地址传入,然后传入参数就行,syscall这个函数,有好几个函数调用,少于三个参数的用syscall,6个的用syscall6,以此类推,一共有有可以支持18个参数的Syscall18。

不过就我个人来说,我更喜欢使用跳板函数的方式,因为比较直观。

将GO函数作为回调函数,让外部语言使用

在上一篇开头,咱们都已经涉及到了相关的知识,就是Go的函数类型无法作为通用语言类型一致的ABI,只能使用syscall.NewCallback或者NewCallbackCDecl来将一个Go函数类型包装成一个ABI类型指针。这两个函数实际上调用的都是compileCallback,前面都已经说过。

那么如果要搞一个Go函数作为回调函数,有一些什么需要注意的呢,主要有两点:

  1. 函数必须有一个返回值,并且这个返回值必须是指针大小类型(也就是C语言中的size_t,go语言中的uintptr大小),不能是其他类型,浮点数都不行
  2. 函数的参数要要对应,也只能是指针大小类型,也不能是浮点数类型

为什么呢,因为里面的代码(windows平台)就是这样写的

compileCallBack.png
有了上面的知识之后,现在咱们来模拟一下用Go语言来模拟一个C语言的那个回调函数NotifyMsg,因为回调函数声明得时候,用了stdcall,所以咱们使用syscall.NewCallback,如果使用得是cdecl或者不写(默认就是cdecl),那么咱们就需要使用NewCallbackCDecl来生成一个回调指针了。

funcGoCallBack := syscall.NewCallback(func(String2 C.pgoString) int {
        msg := *(*string)(unsafe.Pointer(String2))
        fmt.Println(msg)
        return 0
    })
    //注册一下,自己调用自己
    registerCallBack(funcGoCallBack)
    notify("这是GO语言模拟了C得NotifyMsg回调函数")

那么问题来了,可能有人说,别人给的库函数没有返回函数,用的是void返回,而上面我们也说了使用syscall.NewCallback的时候,必须要有一个返回值的,怎么破呢,回答,就是无所谓,对于返回void类型的,咱们直接给他 uintptr作为返回值类型就是,因为本身实际上返回值是在eax或者rax中的,无非就是给这个寄存器值了而已,我们用不用无所谓。

下面咱们写一个比较完整的例子,就是调用WindowsAPI,并且这个API具备有回调函数的,来看看效果。

package main

import (
    "fmt"
    "syscall"
    "time"
    "unsafe"
)

type POINT struct {
    X, Y int32
}

type MSG struct {
    HWnd    syscall.Handle
    Message uint32
    WParam  uintptr
    LParam  uintptr
    Time    uint32
    Pt      POINT
}

func main() {
    libuser32, _ := syscall.LoadLibrary("user32.dll")
    fnGetMessageW, _ := syscall.GetProcAddress(libuser32, "GetMessageW")
    fnTranslateMessage, _ := syscall.GetProcAddress(libuser32, "TranslateMessage")
    fnDispatchMessageW, _ := syscall.GetProcAddress(libuser32, "DispatchMessageW")
    fnSetTimer, _ := syscall.GetProcAddress(libuser32, "SetTimer")
    timerCallBack := syscall.NewCallback(func(handle syscall.Handle, msg uint, timerId uint, dtime uint32) uintptr {
        fmt.Println(time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
        return 0
    })
    r1, _, _ := syscall.Syscall6(fnSetTimer, 4, 0, uintptr(1000), uintptr(1000), timerCallBack, 0, 0)
    if r1 == 0 {
        fmt.Println("创建定时器失败")
    }
    tk := time.After(time.Second * 30)
    for {
        //启动一个消息循环
        select {
        case <-tk:
            fmt.Println("30秒退出")
            return
        default:
            var msg MSG
            ret, _, _ := syscall.Syscall6(fnGetMessageW, 4, uintptr(unsafe.Pointer(&msg)), 0, 0, 0, 0, 0)
            if ret != 0 {
                syscall.Syscall(fnTranslateMessage, 1, uintptr(unsafe.Pointer(&msg)), 0, 0)
                syscall.Syscall(fnDispatchMessageW, 1, uintptr(unsafe.Pointer(&msg)), 0, 0)
            }
        }
    }
}

以上代码,主要就是通过设定了一个Win的时钟定时器,然后这个定时器里面执行的回调函数,咱们就指定了Go的一个闭包作为回调函数,因为WinAPI都是stdcall类型的,所以,咱们使用syscall.NewCallback来构建回调函数指针,最后启用了消息循环去不断的触发时钟,上面的代码需要注意的点是,一定要启用下面的消息循环哦,因为Win的这个时钟是在消息循环中触发的,否则的话是没有效果,这类知识不属于本篇范畴,不做详解,有需要的自行去查看MSDN相关知识咯。

到此为止,基本上在Go中触发调用外部语言的回调函数,以及以Go作为回调函数,给外部语言使用的方式,都了解OK了。

最后,咱们使用Go实现一个DLL,给Delphi调用

这里,就基本上将前面的知识综合在一起了,并生成动态库给其他语言调用。

package main

/*
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
typedef struct _goString{
    char*   utf8Data;
    int datalen;
}goString,*pgoString;

typedef void _stdcall (*notifyCallBack)(pgoString string);
*/
import "C"
import (
    "syscall"
    "time"
    "unsafe"
)

var notifyCallBack uintptr

func notify(msg string) {
    syscall.Syscall(notifyCallBack, 1, uintptr(unsafe.Pointer(&msg)), 0, 0)
}

//export registerCallBack
func registerCallBack(callBackFunc uintptr) {
    notifyCallBack = callBackFunc
    go func() {
        for i := 0; i < 5; i++ {
            select {
            case <-time.After(time.Second):
                notify("当前时间:" + time.Now().Format("2006-01-02 15:04:05"))
            }
        }
        notify("全部通知完毕,现在退出了,再也不会触发了")
    }()
}

func main() {

}

上面是Go动态库的主要代码,我们编译他生成动态库

set CGO_ENABLED=1
SET GOOS=windows
SET CC=D:\devtools\msys64\mingw32\bin\gcc.exe  
SET GOARCH=386
go build -ldflags "-s -w" -buildmode=c-shared -o test.dll

执行上面的一堆指令,可以写一个批处理文件,自动去执行他,上面有几个需要注意的点

GOARCH指定了生成的是32位系统的DLL,如果生成32位的,GCC的编译器CC变量要指定成咱们系统中的32位的GCC哦,如果GOARCH=AMD64,那么编译成64位的,就需要指定64位的GCC,编译就能生成指定的动态库test.dll了

使用本方式编译出来的动态库,里面可能会导出一堆,我们不需要的函数或者结构,如果不想要那些结构的话,咱们可以自己使用def文件,指定导出的数据,然后编译,比如上面的库只有一个导出函数,所以,首先咱们需要编写一个def文件,比如取名为callback.def

callback.def内容如下:

EXPORTS
    registerCallBack

然后咱们编译,此时的编译指令,也有点区别,不能一步到位了,需要生成中间文件,然后一步步的去连接处理,指令如下:

set CGO_ENABLED=1
SET GOOS=windows
SET CC=D:\devtools\msys64\mingw32\bin\gcc.exe
SET GOARCH=386
go build -ldflags "-s -w" -buildmode=c-archive -o ./bin/test.a
gcc callback.def ./bin/test.a -shared -lwinmm -lWs2_32 -o ./bin/test.dll -Wl,--out-implib,./bin/test.lib

这样导出的内容就只有def中定义的registerCallBack了

下面给出Delphi的调用示例

unit Unit1;

interface

uses
  Winapi.Windows, Winapi.Messages, System.SysUtils, System.Variants, System.Classes, Vcl.Graphics,
  Vcl.Controls, Vcl.Forms, Vcl.Dialogs, Vcl.StdCtrls,qstring;

type
  TGoString = record
    utf8: PByte;
    datalen: Integer;
  end;
  PGoString = ^TGoString;
  TNotifyCallBack = procedure(msg: PGoString);stdcall;
  TForm1 = class(TForm)
    Memo1: TMemo;
    procedure FormCreate(Sender: TObject);
  private
    { Private declarations }
  public
    { Public declarations }
  end;

var
  Form1: TForm1;
  dllHandle: THandle;
  registerCallBack: procedure(notifyMsg: TNotifyCallBack);cdecl;
implementation

{$R *.dfm}

procedure notif(msg: PGoString);stdcall;
var
  utf8Msg: string;
begin
  utf8Msg := qstring.Utf8Decode(PQCharA(msg^.utf8),msg^.datalen );

  if GetCurrentThreadId <> MainThreadID then
  begin
    TThread.Synchronize(nil,procedure
      begin
         Form1.Memo1.Lines.Add(utf8Msg)
      end);
  end
  else Form1.Memo1.Lines.Add(utf8Msg)
end;

procedure TForm1.FormCreate(Sender: TObject);
begin
  DllHandle := LoadLibrary('test.dll');
  if dllHandle <> 0 then
  begin
    registerCallBack := GetProcAddress(dllHandle,'registerCallBack');
    if Assigned(registerCallBack) then
      registerCallBack(@notif);
  end;
end;

end.

最后运行结果,就会不断的将数据显示到Memo1中

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