Go syscallは、低レベルI/Oの優れた代替手段であります。
Summary
Goにおける直接的なsystem callについて学習します。 Goは厳格なコンパイラエラーと厳密なGCを提供しているため、低レベルの呼び出しをPure Goに置き換える方がはるかに優れています。幸いなことに、Cの関数呼び出しのほとんどは、Goで適切かつ現代的な方法で完全に再実装されています。それを見てみましょう。
System Call
System callは、オペレーティングシステムへの直接的な要求です。システムは通常、ハードウェア上で直接実行されているため、厳密で古風なスタイルで記述されているため、その呼び出しは、厳格で正しい形式の要求を伝えなければならないことを考慮する必要があります。したがって、一部の変数が不要な場合でも、使用に関係なくサイズを埋める必要があります。完全に機能する例で確認してみましょう。
Full Example
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}
この例にはすべての変数が含まれており、現在のシステム情報に関する広範な情報が出力されます。このコードを、ロッカーと鍵として比較することができます。syscall.SYS_SYSINFOは、カーネル内部にあるロッカーの鍵です。したがって、ロッカーに対して正しい鍵を使用することが重要です。この呼び出しにsyscall.SYS_GETPIDを使用するとどうなるでしょうか?
これは、プロセスIDを含むロッカーの鍵です。これは、システム情報のための空間からPIDを取得しようとします。結果として、どの情報も正しく読み取ることができず、呼び出しは失敗状態として返されなければなりません。
ここで、どの項目が含まれているか、そして項目がどのように順序付けられているかを知る必要があります。ロッカーの最初のスロットには、サイズが2^64のUptimeがあります。これを2^32で読み取ろうとすると、ビットシーケンスが完全に読み取られません。低レベルのトリックを書くのでない限り、これらの種類の部分的なバイナリを使用することはできません。
64ビットのバイナリデータを読み取った後、ようやく2番目のスロットにたどり着きます。これは、前の64ビットサイズの整数を読み取った場合にのみ正確に読み取ることができます。
システムから適切な情報を取得するために、これらの厳格で論理的なフローを繰り返すことで、読み取られたデータを適切に処理できます。
How to skip 'variable names'
変数自体を「スキップ」することはできませんが、使用される変数と破棄される変数を区別することが重要です。プログラムの使用目的が十分に明確な場合、たとえ永久に使用されない値であっても、各値にラベルを付けるよりも、プレースホルダーとして無名の変数を使用する方が優れています。「Free Memory Checker」という例でこれを確認してみましょう。
Example - Free Memory Checker
Free Memory/Swapsをチェックする場合、異なるリソースを示す他の情報は必要ありません。より良い可視性を実現するために、特定の空間を保持するための匿名変数を作成できます。
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}
その結果、変数はラベルなしで読み取られます。匿名値は実際に構造体に格納されますが、コード上にはラベル/判読可能なマークはありません。
Conclusion
- Goの
syscallとunsafeを使用することは、C/CGoよりも依然として安全です - 容易に拡張できる大規模なプロジェクトを作成している場合：
- 匿名変数を作成せず、メンバーごとに名前を作成してください。
- 限られた用途のプロジェクトを作成している場合：
- 実際には使用されていない空間を保持するために、匿名変数を使用できます。
- Goの
syscallは、低レベルの呼び出しを処理するための強力で現代的なものです