GoSudaDirekte Linux-systemkald i ren Go med syscall.Syscall og unsafe.Pointer
Resumé
Vi vil lære om direkte systemkald i Go. Da Go tilbyder strikse compilerfejl og en stram GC, er det langt bedre at erstatte lavniveaukald med ren Go. Heldigvis er de fleste af C-funktionskaldene fuldt genimplementeret i Go, på en god og moderne måde. Lad os se nærmere på det.
Systemkald
Et systemkald er en direkte anmodning til operativsystemet. Da systemet normalt er skrevet i en stiv, gammeldags stil, fordi det kører direkte på hardwaren, må vi tage i betragtning, at dets kald skal levere en streng og korrekt form for anmodning. Selv hvis vi ikke har brug for nogle variable, skal vi derfor stadig udfylde størrelsen uanset anvendelse. Lad os se på et fuldt fungerende eksempel.
Fuldt eksempel
1package main
2import (
3 "fmt"
4 "syscall"
5 "unsafe"
6)
7
8type sysinfo_t struct {
9 Uptime int64
10 Loads [3]uint64
11 Totalram uint64
12 Freeram uint64
13 Sharedram uint64
14 Bufferram uint64
15 Totalswap uint64
16 Freeswap uint64
17 Procs uint16
18 Pad uint16
19 _ [4]byte
20 Totalhigh uint64
21 Freehigh uint64
22 MemUnit uint32
23 _ [4]byte
24}
25
26func main() {
27 var info sysinfo_t
28 _, _, errno := syscall.Syscall(syscall.SYS_SYSINFO, uintptr(unsafe.Pointer(&info)), 0, 0)
29 if errno != 0 {
30 fmt.Println("sysinfo syscall failed:", errno)
31 return
32 }
33
34 scale := float64(1 << 16)
35 fmt.Printf("Uptime: %d seconds\n", info.Uptime)
36 fmt.Printf("Load Average: %.2f %.2f %.2f\n",
37 float64(info.Loads[0])/scale,
38 float64(info.Loads[1])/scale,
39 float64(info.Loads[2])/scale)
40 fmt.Printf("Memory: total=%d MB free=%d MB buffer=%d MB\n",
41 info.Totalram*uint64(info.MemUnit)/1024/1024,
42 info.Freeram*uint64(info.MemUnit)/1024/1024,
43 info.Bufferram*uint64(info.MemUnit)/1024/1024)
44 fmt.Printf("Swap: total=%d MB free=%d MB\n",
45 info.Totalswap*uint64(info.MemUnit)/1024/1024,
46 info.Freeswap*uint64(info.MemUnit)/1024/1024)
47 fmt.Printf("Processes: %d\n", info.Procs)
48}
Dette eksempel inkluderer alle variable og udskriver omfattende information om de aktuelle systemoplysninger.
Vi kan sammenligne denne kode med et låsesystem og en nøgle.syscall.SYS_SYSINFO er en nøgle, der åbner et låsesystem, som befinder sig inde i kernen.
Derfor er det vigtigt at bruge den korrekte nøgle til låsesystemet.
Hvad sker der, når vi bruger syscall.SYS_GETPID til dette kald?
Dette er en nøgle til et låsesystem, der indeholder proces-ID'et.
Dette vil forsøge at hente et PID fra et område med systemoplysninger.
Som resultat kan ingen af oplysningerne læses korrekt; kaldet må derfor returneres med en fejltilstand.
Nu skal vi vide, hvilke elementer der er indeholdt, og hvordan elementerne er ordnet. I det første felt i låsesystemet findes Uptime, med en størrelse på 2^64. Hvis vi forsøger at læse dette med 2^32, læses bitsekvensen ikke fuldt ud. Vi kan ikke bruge sådanne delvise binærdata, medmindre vi skal skrive lavniveau-tricks.
Efter læsning af 64 bit binære data er vi endelig ved det andet felt. Det kan kun læses korrekt, når vi har læst det foregående 64-bit heltal.
Ved at gentage disse strikse og logiske forløb for at opnå korrekte oplysninger fra systemet, kan vi håndtere de læste data korrekt.
Sådan springer du over 'variabelnavne'
Selvom vi ikke kan 'springe over' variable i sig selv, er det vigtigt at skelne mellem anvendte og kasserede variable. Hvis programmets formål er tilstrækkeligt klart, er det bedre at bruge navnløse variable som pladsholdere end at mærke hver værdi, selvom de ikke bruges permanent. Lad os se dette med et eksempel, "Free Memory Checker"
Eksempel - Free Memory Checker
Når man kontrollerer ledig hukommelse/swap, har vi ikke brug for andre oplysninger, som angiver andre ressourcer. For at opnå bedre overskuelighed kan du lave anonyme variable til at holde bestemte pladser.
1package main
2
3import (
4 "fmt"
5 "syscall"
6 "unsafe"
7)
8
9type sysinfo_t struct {
10 _ int64
11 _ [3]uint64
12 Totalram uint64
13 Freeram uint64
14 Sharedram uint64
15 Bufferram uint64
16 Totalswap uint64
17 Freeswap uint64
18 _ uint16 // anonymous, and unused ones are marked as _
19 _ uint16
20 _ [4]byte
21 _ uint64
22 _ uint64
23 MemUnit uint32
24 _ [4]byte
25}
26
27func main() {
28 var info sysinfo_t
29 _, _, errno := syscall.Syscall(syscall.SYS_SYSINFO, uintptr(unsafe.Pointer(&info)), 0, 0)
30 if errno != 0 {
31 fmt.Println("sysinfo syscall failed:", errno)
32 return
33 }
34
35 fmt.Printf("Memory: total=%d MB free=%d MB buffer=%d MB\n",
36 info.Totalram*uint64(info.MemUnit)/1024/1024,
37 info.Freeram*uint64(info.MemUnit)/1024/1024,
38 info.Bufferram*uint64(info.MemUnit)/1024/1024)
39 fmt.Printf("Swap: total=%d MB free=%d MB\n",
40 info.Totalswap*uint64(info.MemUnit)/1024/1024,
41 info.Freeswap*uint64(info.MemUnit)/1024/1024)
42}
Følgelig læses variablerne uden etiketter. Selvom de anonyme værdier faktisk gemmes i en struktur, findes der ingen etiketter eller læselige markeringer i koden.
Konklusion
- Brug af Gos
syscallogunsafeer stadig sikrere end C/CGo - Hvis du skriver et stort projekt, der nemt kan udvides:
- Lav ikke anonyme variable; giv i stedet hvert medlem et navn.
- Hvis du skriver et projekt med begrænset anvendelse:
- Du kan bruge anonyme variable til at holde pladser, der faktisk ikke bruges.
- Gos
syscaller kraftfuld og moderne til at håndtere lavniveaukald