go语言调用硬件,go语言能干啥

一学就会，手把手教你用Go语言调用智能合约

智能合约调用是实现一个 DApp 的关键，一个完整的 DApp 包括前端、后端、智能合约及区块 链系统，智能合约的调用是连接区块链与前后端的关键。

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我们先来了解一下智能合约调用的基础原理。智能合约运行在以太坊节点的 EVM 中。因此要 想调用合约必须要访问某个节点。

以后端程序为例，后端服务若想连接节点有两种可能，一种是双 方在同一主机，此时后端连接节点可以采用 本地 IPC(Inter-Process Communication，进 程间通信)机制，也可以采用 RPC(Remote Procedure Call，远程过程调用)机制;另 一种情况是双方不在同一台主机，此时只能采用 RPC 机制进行通信。

提到 RPC， 读者应该对 Geth 启动参数有点印象，Geth 启动时可以选择开启 RPC 服务，对应的 默认服务端口是 8545。。

接着，我们来了解一下智能合约运行的过程。

智能合约的运行过程是后端服务连接某节点，将 智能合约的调用(交易)发送给节点，节点在验证了交易的合法性后进行全网广播，被矿工打包到 区块中代表此交易得到确认，至此交易才算完成。

就像数据库一样，每个区块链平台都会提供主流 开发语言的 SDK(Software Development Kit，软件开发工具包)，由于 Geth 本身就是用 Go 语言 编写的，因此若想使用 Go 语言连接节点、发交易，直接在工程内导入 go-ethereum(Geth 源码) 包就可以了，剩下的问题就是流程和 API 的事情了。

总结一下，智能合约被调用的两个关键点是节点和 SDK。

由于 IPC 要求后端与节点必须在同一主机，所以很多时候开发者都会采用 RPC 模式。除了 RPC，以太坊也为开发者提供了 json- rpc 接口，本文就不展开讨论了。

接下来介绍如何使用 Go 语言，借助 go-ethereum 源码库来实现智能合约的调用。这是有固定 步骤的，我们先来说一下总体步骤，以下面的合约为例。

步骤 01:编译合约，获取合约 ABI(Application Binary Interface，应用二进制接口)。 单击【ABI】按钮拷贝合约 ABI 信息，将其粘贴到文件 calldemo.abi 中(可使用 Go 语言IDE 创建该文件，文件名可自定义，后缀最好使用 abi)。

最好能将 calldemo.abi 单独保存在一个目录下，输入“ls”命令只能看到 calldemo.abi 文件，参 考效果如下:

步骤 02:获得合约地址。注意要将合约部署到 Geth 节点。因此 Environment 选择为 Web3 Provider。

在【Environment】选项框中选择“Web3 Provider”，然后单击【Deploy】按钮。

部署后，获得合约地址为:0xa09209c28AEf59a4653b905792a9a910E78E7407。

步骤 03:利用 abigen 工具(Geth 工具包内的可执行程序)编译智能合约为 Go 代码。abigen 工具的作用是将 abi 文件转换为 Go 代码，命令如下:

其中各参数的含义如下。 (1)abi:是指定传入的 abi 文件。 (2)type:是指定输出文件中的基本结构类型。 (3)pkg:指定输出文件 package 名称。 (4)out:指定输出文件名。 执行后，将在代码目录下看到 funcdemo.go 文件，读者可以打开该文件欣赏一下，注意不要修改它。

步骤 04:创建 main.go，填入如下代码。 注意代码中 HexToAddress 函数内要传入该合约部署后的地址，此地址在步骤 01 中获得。

步骤 04:设置 go mod，以便工程自动识别。

前面有所提及，若要使用 Go 语言调用智能合约，需要下载 go-ethereum 工程，可以使用下面 的指令:

该指令会自动将 go-ethereum 下载到“$GOPATH/src/github.com/ethereum/go-ethereum”，这样还算 不错。不过，Go 语言自 1.11 版本后，增加了 module 管理工程的模式。只要设置好了 go mod，下载 依赖工程的事情就不必关心了。

接下来设置 module 生效和 GOPROXY，命令如下:

在项目工程内，执行初始化，calldemo 可以自定义名称。

步骤 05:运行代码。执行代码，将看到下面的效果，以及最终输出的 2020。

上述输出信息中，可以看到 Go 语言会自动下载依赖文件，这就是 go mod 的神奇之处。看到 2020，相信读者也知道运行结果是正确的了。

如何在golang 中调用c的静态库或者动态库

Cgo 使得Go程序能够调用C代码. cgo读入一个用特别的格式写的Go语言源文件, 输出Go和C程序, 使得C程序能打包到Go语言的程序包中.

举例说明一下. 下面是一个Go语言包, 包含了两个函数 -- Random 和 Seed -- 是C语言库中random和srandom函数的马甲.

package rand

/*

#include stdlib.h

*/ import "C" func Random() int { return int(C.random()) } func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

我们来看一下这里都有什么内容. 开始是一个包的导入语句.

rand包导入了"C"包, 但你会发现在Go的标准库里没有这个包. 那是因为C是一个"伪包", 一个为cgo引入的特殊的包名, 它是C命名空间的一个引用.

rand 包包含4个到C包的引用: 调用 C.random和C.srandom, 类型转换 C.uint(i)还有引用语句.

Random函数调用libc中的random函数, 然后回返结果. 在C中, random返回一个C类型的长整形值, cgo把它轮换为C.long. 这个值必需转换成Go的类型, 才能在Go程序中使用. 使用一个常见的Go类型转换:

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

这是一个等价的函数, 使用了一个临时变量来进行类型转换:

func Random() int { var r C.long = C.random() return int(r) }

Seed函数则相反. 它接受一个Go语言的int类型, 转换成C语言的unsigned int类型, 然后传递给C的srandom函数.

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

需要注意的是, cgo中的unsigned int类型写为C.uint; cgo的文档中有完整的类型列表.

这个例子中还有一个细节我们没有说到, 那就是导入语句上面的注释.

/*

#include stdlib.h

*/ import "C"

Cgo可以识别这个注释, 并在编译C语言程序的时候将它当作一个头文件来处理. 在这个例子中, 它只是一个include语句, 然而其实它可以是使用有效的C语言代码. 这个注释必需紧靠在import "C"这个语句的上面, 不能有空行, 就像是文档注释一样.

Strings and things

与Go语言不同, C语言中没有显式的字符串类型. 字符串在C语言中是一个以0结尾的字符数组.

Go和C语言中的字符串转换是通过C.CString, C.GoString,和C.GoStringN这些函数进行的. 这些转换将得到字符串类型的一个副本.

下一个例子是实现一个Print函数, 它使用C标准库中的fputs函数把一个字符串写到标准输出上:

package print // #include stdio.h // #include stdlib.h import "C" import "unsafe" func Print(s string) { cs := C.CString(s) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) C.free(unsafe.Pointer(cs)) }

在C程序中进行的内存分配是不能被Go语言的内存管理器感知的. 当你使用C.CString创建一个C字符串时(或者其它类型的C语言内存分配), 你必需记得在使用完后用C.free来释放它.

调用C.CString将返回一个指向字符数组开始处的指错, 所以在函数退出前我们把它转换成一个unsafe.Pointer(Go中与C的void 等价的东西), 使用C.free来释放分配的内存. 一个惯用法是在分配内存后紧跟一个defer(特别是当这段代码比较复杂的时候), 这样我们就有了下面这个Print函数:

func Print(s string) { cs := C.CString(s) defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) }

构建 cgo 包

如果你使用goinstall, 构建cgo包就比较容易了, 只要调用像平常一样使用goinstall命令, 它就能自动识别这个特殊的import "C", 然后自动使用cgo来编译这些文件.

如果你想使用Go的Makefiles来构建, 那在CGOFILES变量中列出那些要用cgo处理的文件, 就像GOFILES变量包含一般的Go源文件一样.

rand包的Makefile可以写成下面这样:

include $(GOROOT)/src/Make.inc

TARG=goblog/rand

CGOFILES=\ rand.go\ include $(GOROOT)/src/Make.pkg

然后输入gomake开始构建.

更多 cgo 的资源

cgo的文档中包含了关于C伪包的更多详细的说明, 以及构建过程. Go代码树中的cgo的例子给出了更多更高级的用法.

一个简单而又符合Go惯用法的基于cgo的包是Russ Cox写的gosqlite. 而Go语言的网站上也列出了更多的的cgo包.

最后, 如果你对于cgo的内部是怎么运作这个事情感到好奇的话, 去看看运行时包的cgocall.c文件的注释吧.

为什么要使用Go语言？

好多人都是做WEB这块的，可能会忽略一些特殊领域，比如我们这些做智能终端设备相关项目的。现在很多智能终端系统，例如我们常用的快递柜、取票机等。基本上操作系统都采用了Android或者Linux系统，硬件采用ARM主板和一堆的控制板。基本上甲方都需要加一些系统定制的内容，比如状态栏隐藏、外设驱动适配等，这些都是系统级，采用C/C++/Java完成内核和系统的定制，这个没什么说的。重点是对这一堆控制板的底层接口、逻辑控制和上层接口的实现。以前我们都是采用APP里的NDK来实现，大量代码耗费在Java和C++的相互调用上。后来直接采用C/C++直接编译为可执行文件通过远程调用提供给上层，开发效率有所提升。

如何配置go语言开发环境

1、下载go的zip文件。并且一定要把文件解压到c:\go目录下。

2、配置windows的高级环境变量。包括：GOROOT、GOOS、GOBIN、GOARCH。并且在path变量里面把c:\go\bin加入。以便可以在命令行直接运行go命令。

举例：我的机器：

GOPATH= c:\go;c:\go\src;F:\workspace\goSample01;

GOBIN=c:\go\bin;F:\workspace\goSample01\bin;

其中，c:\go是go的安装路径；

F:\workspace\goSample01是我写的go语言项目的工程目录；

F:\workspace\goSample01\bin是go语言项目的工程目录下的可执行文件路径;

3、在完成环境变量配置后，打开一个命令行窗口，直接输入go，然后回车，看看是否出现go的帮助信息。如果出现，那么go的基本环境就OK了。

注意：这个基本环境不包含开发工具，也不能直接编译带C代码的go程序。

4、(可选)为了支持Import远程包，最好装个gomingw。下载地址：。如果下的是压缩包，请把它解压到C盘。例如，C:\gowin-env。里面有个Console.bat是以后使用go get的环境。举例：有个文件a.go,里面import(

"fmt"

"github.com/astaxie/beedb"

_ "github.com/ziutek/mymysql/godrv"

为了编译该a.go文件，需要启动Console.bat，然后在该命令行窗口，进入c:\go\src目录下，执行go getgithub.com/astaxie/beedb

Go get github.com/ziutek/mymysql/godrv .

Go会自动下载该远程包并编译和安装这些包。

配置goclipse（可选）

（如果不喜欢eclipse开发工具，请跳过这个配置。）

1、下载并安装goclipse插件。Goclipse是go语言for eclipse的插件，下载地址：

2、启动eclipse并创建go项目。然后写个最简单的helloworld.go文件，并运行。代码如下：

packagemainimport"fmt"func main(){ fmt.Printf("hello, world")}

配置gocode（可选）

如果不需要go语法辅助和eclipse里面的（按ALT+/）弹出go语言自动辅助功能，请跳过这个配置。

1、下载gocode的zip文件，解压后放在go的bin目录下。

2、下载并安装Git软件。并且在path里面配置git的执行路径。例如c:\git\bin

3、在命令行执行：go build .\gocode。如果一切正常，那么将会编译生成一个gocode.exe文件在go的bin目录下。如果编译失败，那么就转第4步。

4、如果第3步直接编译gocode源文件成功，那就直接到第5步。否则，就需要通过git下载gocode源文件，然后再编译。在命令行执行：go get -u github.com/nsf/gocode 。就会生成gocode.exe文件。

5、在goclipse插件里面指定gocode的路径。就可以在elcipse里面调用gocode来帮助写编码了。

从开发工具这块看，go语言还不够成熟，开发工具都还不完善，有待改进。

下载go-tour教程源代码（可选）

Google有个在线运行go语言的教程（），很不错。支持在web上直接运行大部分的go程序，想了解这个教程的源代码的朋友可以通过以下方式获取。如果没兴趣，可以跳过这个步骤。

1、下载安装Mercurial软件。

2、在命令行下输入：

hg clone

这个URL是我从google的go-tour源代码的一个clone。作为测试用的。如果把http改成https协议，下载就会失败。搞不懂。

编译带调用C代码的go文件（可选）

1、为了在windows下编译带C代码的go程序，你首先需要下载并安装MinGW或者Cygwin。

2、首选安装MinGW。在安装MinGW之后，记得要把MinGW安装目录\bin路径设置在path环境变量里面，以便能在dos窗口下直接调用gcc。

3、下载一个gowin-env。下载地址：gowin-env。下载后解压到某个目录下，例如：C:\gowin-env. 然后，编辑go-env.bat。配置相关的go参数。例如，我的配置是：

set GOARCH=386

set GOOS=windows

set GOROOT=c:\go

set GOBIN=%GOROOT%\bin

set GOPATH=%GOROOT%;F:\workspace\goSample01;

设置好go-env.bat后，就可以点击Console.bat来启动编译和运行窗口。

4、编写一个带C代码的go程序。例如，testc.go

5、编译

例如：

go build -compiler gccgo test_c.go

运行调用C代码的go文件（可选）

1、testc.go.

创建rand目录，然后在rand里面创建testc.go. 代码如下：

package rand

/*

//

#include stdio.h

*/

import "C"

func PrintHello() {

C.puts(C.CString("Hello, world\n"))

}

2、a.go

在rand下创建a.go.代码如下：

package rand

import "fmt"

func SayHello(name string){

fmt.Println(name)

}

3、test_import.go

在rand的上一级创建test_import.go。代码如下：

package main

import "./rand"

func main(){

rand.SayHello("tom")

rand.PrintHello()

}

4、运行test_import.go

go run test_import.go

在测试其它几个C代码的时候，发现windows版本的cgo还有些编译问题，同样的代码转移到苹果的XCODE下就没有问题。后来终于发现原因了，原来有些例子是unix平台下的，而在windows平台下，方法名和参数需要做调整。

例如：下面代码在windows下编译报一堆错误。

package rand

/*

#include stdlib.h

*/

import "C"

func Random() int {

return int(C.random())

}

func Seed(i int) {

C.srandom(C.uint(i))

}

这里需要把return int(C.random()) 修改为“return int(C.rand())”

C.srandom(C.uint(i))修改为“C.srand(C.uint(i))”编译就OK了。

go语言如何调用c函数

直接嵌入c源代码到go代码里面

package main

/*

#include stdio.h

void myhello(int i) {

printf("Hello C: %d\n", i);

}

*/

import "C"

import "fmt"

func main() {

C.myhello(C.int(12))

fmt.Println("Hello Go");

}

需要注意的是C代码必须放在注释里面

import "C"语句和前面的C代码之间不能有空行

运行结果

$ go build main.go ./main

Hello C: 12

Hello Go

分开c代码到单独文件

嵌在一起代码结构不是很好看，很多人包括我，还是喜欢把两个分开，放在不同的文件里面，显得干净，go源文件里面是go的源代码，c源文件里面是c的源代码。

$ ls

hello.c hello.h main.go

$ cat hello.h

void hello(int);

$ cat hello.c

#include stdio.h

void hello(int i) {

printf("Hello C: %d\n", i);

}

$ cat main.go

package main

// #include "hello.h"

import "C"

import "fmt"

func main() {

C.hello(C.int(12))

fmt.Println("Hello Go");

}

编译运行

$ go build ./main

Hello C: 12

Hello Go

编译成库文件

如果c文件比较多，最好还是能够编译成一个独立的库文件，然后go来调用库。

$ find mylib main

mylib

mylib/hello.h

mylib/hello.c

main

main/main.go

编译库文件

$ cd mylib

# gcc -fPIC -shared -o libhello.so hello.c

编译go程序

$ cd main

$ cat main.go

package main

// #cgo CFLAGS: -I../mylib

// #cgo LDFLAGS: -L../mylib -lhello

// #include "hello.h"

import "C"

import "fmt"

func main() {

C.hello(C.int(12))

fmt.Println("Hello Go");

}

$ go build main.go

运行

$ export LD_LIBRARY_PATH=../mylib

$ ./main

Hello C: 12

Hello Go

在我们的例子中，库文件是编译成动态库的，main程序链接的时候也是采用的动态库

$ ldd main

linux-vdso.so.1 = (0x00007fffc7968000)

libhello.so = ../mylib/libhello.so (0x00007f513684c000)

libpthread.so.0 = /lib64/libpthread.so.0 (0x00007f5136614000)

libc.so.6 = /lib64/libc.so.6 (0x00007f5136253000)

/lib64/ld-linux-x86-64.so.2 (0x000055d819227000)

理论上讲也是可以编译成整个一静态链接的可执行程序，由于我的机器上缺少静态链接的系统库，比如libc.a，所以只能编译成动态链接。

【原创】树莓派3B开发Go语言（四）-自写库实现pwm输出

在前一小节中介绍了点亮第一个LED灯，这里我们准备进阶尝试下，输出第一段PWM波形。（PWM也就是脉宽调制，一种可调占空比的技术，得到的效果就是：如果用示波器测量引脚会发现有方波输出，而且高电平、低电平的时间是可调的。）

这里爪爪熊准备写成一个golang的库，并开源到github上，后续更新将直接更新到github中，如果你有兴趣可以和我联系。 github.com/dpawsbear/bear_rpi_go

我在很多的教程中都看到说树莓派的PWM（硬件）只有一个GPIO能够输出，就是 GPIO1 。这可是不小的打击，因为我想使用至少四个 PWM ，还是不死心，想通过硬件手册上找寻蛛丝马迹，看看究竟怎么回事。

手册上找寻东西稍等下讲述，这里先提供一种方法测试 树莓派3B 的 PWM 方法：用指令控制硬件PWM。

这里通过指令的方式掌握了基本的pwm设置技巧，决定去翻一下手册看看到底PWM怎么回事，这里因为没有 BCM2837 的手册，根据之前文章引用官网所说， BCM2835 和 BCM2837 应该是一样的。这里我们直接翻阅 BCM2835 的手册，直接找到 PWM 章节。找到了如下图：

图中可以看到在博通的命名规则中 GPIO 12、13、18、19、40、41、45、52、53 均可以作为PWM输出。但是只有两路PWM0 PWM1。根据我之前所学知识，不出意外应该是PWM0 和 PWM1可以输出不一样的占空比，但是频率应该是一样的。因为没有示波器，暂时不好测试。先找到下面对应图：

根据以上两个图对比可以发现如下规律：

对照上面的表可以看出从 BCM2837 中印出来的能够使用在PWM上的就这几个了。

为了验证个人猜想是否正确，这里先直接使用指令的模式，模拟配置下是否能够正常输出。

通过上面一系列指令模拟发现，（GPIO1、GPIO26）、（GPIO23、GPIO24）是绑定在一起的，调节任意一个，另外一个也会发生变化。也即是PWM0、PWM1虽然输出了两路，可以理解成两路其实都是连在一个输出口上。这里由于没有示波器或者逻辑分析仪这类设备（仅有一个LED灯），所以测试很简陋，下一步是使用示波器这类东西对频率以及信号稳定性进行下测试。

小节：树莓派具有四路硬件输出PWM能力，但是四路中只能输出两个独立（占空比独立）的PWM，同时四路输出的频率均是恒定的。

上面大概了解清楚了树莓派3B的PWM结构，接下来就是探究如何使用Go语言进行设置。

因为拿到了手册，这里我想直接操作寄存器的方式进行设置，也是顺便学习下Go语言处理寄存器的过程。首先需要拿到pwm 系列寄存器的基地址，但是翻了一圈手册，发现只有偏移，没有找到基地址。

经过了一段时间的努力后，决定写一个 树莓派3B golang包开源放在github上，只需要写相关程序进行调用就可以了，以下是相关demo（pwm）（在GPIO.12 上输出PWM波，放上LED灯会有呼吸灯的效果，具体多少频率还没有进行测试）

以下是demo(pwm) 源码