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defs_freebsd.go.md

File metadata and controls

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File: defs_freebsd.go

defs_freebsd.go是Go语言运行时在FreeBSD操作系统下的定义文件之一,它主要定义了FreeBSD平台下与内存管理、系统调用等相关的常量、数据类型和函数。

具体来说,defs_freebsd.go文件中定义了以下内容:

  1. 常量
  • _MACHDEP_PAGE_SIZE: 表示系统页面大小的常量。
  • _PROC_SELF_PROC: 表示进程自身的进程标识符的常量。
  • _ENOMEM:表示无法分配所需内存的错误常量等。
  1. 数据类型
  • pclntab: 用于存储包含程序计数器和行号信息的表格的结构体类型。
  • Kevent_t: 用于存储一个操作系统事件(event)的结构体类型。
  • Timespec: 用于存储秒和纳秒的时间戳的结构体类型。
  1. 函数
  • Mmap: 用于在分配虚拟内存区域时使用的函数,它在FreeBSD操作系统中和其他操作系统中的mmap函数实现略有不同。
  • Madvise: 用于通知内核如何处理虚拟内存区域的函数。
  • Syscall: 用于执行系统调用的函数。
  • Gettimeofday: 用于获取当前时间的函数。

通过这些定义,Go语言的运行时可以在FreeBSD平台上正确地管理内存、调用系统函数、获取时间戳等。


Structs:

Rtprio

在FreeBSD操作系统上运行Go程序时,defs_freebsd.go文件中的Rtprio结构体用于设置进程实时优先级。

进程实时优先级是指系统将已调度进程的CPU时间片分配给进程的方式。较高的实时优先级使进程更有可能获得CPU时间片,因此对于一些需要快速响应的任务(例如即时音频/视频传输或实时数据处理)来说,实时优先级至关重要。

在Rtprio结构体中,priority代表进程的实时优先级,范围从0到127,越高的优先级数字越大。其它字段是私有的,不能直接使用。

在Go程序中,可以使用runtime.SetProcessRtprio()函数来设置进程的实时优先级。该函数会将操作系统的rtprio值设置为参数传递的优先级值。例如:

import "runtime"

func main() {
    if err := runtime.SetProcessRtprio(50); err != nil {
        // 处理错误
    }
    // your code here
}

这将把进程的实时优先级设置为50。请注意,只有具有root权限或能力的进程才能将其实时优先级提高到足够高的级别,以使其不受其他进程的影响。

ThrParam

在Go语言的运行时系统中,defs_freebsd.go文件中定义了一些与FreeBSD操作系统相关的功能。其中,ThrParam结构体定义了在FreeBSD操作系统中线程的参数信息。具体来说,ThrParam结构体有以下几个字段:

  • start_func:线程的起始函数,即线程开始运行时要执行的函数。
  • arg:线程起始函数的参数。
  • stack_base:线程栈的起始地址。
  • stack_size:线程栈的大小。
  • pthread:线程的pthread_t类型的标识符。
  • tid:线程的线程标识符。

在FreeBSD操作系统中,创建线程时需要指定线程的起始函数、栈的起始地址和大小等参数。ThrParam结构体定义了这些参数,方便在创建线程时使用。在运行时系统中,可以通过操作系统提供的系统调用来创建线程,并将ThrParam结构体作为参数传递给系统调用,从而创建对应的线程。

Sigset

Sigset这个结构体是在FreeBSD操作系统上定义的,作为操作系统中的信号集合。在Unix和类Unix系统中,信号是一种异步通知机制,用于向进程发送一些重要的事件,例如处理器错误、内存覆盖等。

Sigset结构体包含了一个数组,表示支持的信号编号,称为signal number。数组的每一位表示一个信号,如果为1,则表示该信号被设置为屏蔽状态,如果为0,则表示未屏蔽。这个结构体定义了两个方法,分别用于设置和取消特定信号的屏蔽状态。

Sigset结构体的作用在于提供了一个机制,用于控制进程对各种信号的响应。通过设置和取消屏蔽特定的信号,可以控制进程何时接受通知并响应该信号,以及何时忽略该信号。对于操作系统开发者和系统管理员来说,了解和掌握Sigset结构体的使用方法是非常重要的。

StackT

在Go语言中,每个goroutine都有自己的栈(stack),用于保存函数调用和局部变量信息。当程序创建或销毁goroutine时,栈的大小也会相应地进行调整。

StackT是定义在defs_freebsd.go文件中的一个结构体,用于表示goroutine栈的一些基本属性,如栈顶地址、栈底地址、栈的总大小等。这些属性很重要,因为它们决定了goroutine在使用栈时的限制和能力。

在FreeBSD操作系统下,StackT结构体中包含了一些与操作系统相关的属性和方法,如寻找当前goroutine栈地址的函数、获取栈大小的函数等。这些方法会在程序运行时被调用,以便正确地管理和使用goroutine的栈。

总之,StackT结构体在Go语言中扮演着重要的角色,它负责管理和维护goroutine的栈,以便程序能够高效、稳定地运行。

Siginfo

Siginfo结构体是Unix-like操作系统中用于保存信号信息的结构体。在FreeBSD系统中,Siginfo结构体主要用于描述导致信号的事件,其中包括信号编号、发送进程、发送进程的用户ID等重要信息。该结构体用于描述信号信息时,通常作为sigaction()系统调用的参数之一。

Siginfo结构体中包含了多个字段,主要包括:

  1. si_signo:信号的编号;
  2. si_errno:和信号相关的错误码,通常用于描述硬件或软件错误的具体原因;
  3. si_code:与具体信号有关的附加信息;
  4. si_pid:发送信号的进程 ID;
  5. si_uid:发送信号的进程的用户 ID;
  6. si_status:返回给父进程的退出状态(仅在信号是 SIGCHLD 时有效);
  7. si_addr:产生错误的内存地址(仅在信号是 SIGSEGV 或 SIGBUS 时有效);
  8. si_value:作为 POSIX.1b 规范中传递特定数据的方式。 Siginfo结构体中的这些信息,可以帮助开发人员了解信号的来源和相关信息。同时,在系统编程中,也可以通过这些信息来做相应的处理,比如根据si_code字段的值来确定出错类型等。

在golang中,Siginfo结构体是runtime包中用于支持系统级别信号处理相关操作的一部分。当操作系统中发生信号事件时,runtime包中的代码会接收到信号,并通过Siginfo结构体将信号信息传递到程序中的信号处理函数中,从而实现对系统信号的处理。

Mcontext

Mcontext结构体在FreeBSD上表示系统调用结束后,用于保存处理器状态的上下文信息。具体来说,它包含了处理器的通用寄存器值、程序计数器(PC)以及堆栈指针等重要信息。

在Go语言中,Mcontext结构体主要作用是用于在协程(Goroutine)切换时保存当前协程的上下文信息。当一个协程被抢占或主动让出CPU时间时,它的上下文信息会被保存在Mcontext结构体中,然后该协程的状态会被转移到另一个协程。当该协程再次被调度执行时,它的上下文信息会从Mcontext结构体中恢复回来,继续执行之前的代码。

这个结构体还可以用于在调试和错误诊断过程中获取程序的状态信息。例如,在程序异常崩溃时,可以通过Mcontext结构体中保存的信息对崩溃时的执行状态进行分析和调试,使得开发人员能够更快速地定位和修复问题。

总之,Mcontext结构体在Go语言中的作用非常重要,它承担了保存协程上下文信息和支持程序调试和错误排查等多个任务。

Ucontext

在Go语言的运行时中,Ucontext结构体主要用于保存当前的协程上下文信息。在FreeBSD操作系统中,协程的上下文信息是保存在ucontext_t结构体中的,而在Go语言中,则通过Ucontext结构体来保存。

具体而言,Ucontext结构体包含了以下成员:

  • flags:用于标识当前协程在运行时的状态,例如是否被挂起、是否在系统调用中等等。
  • stack:保存当前协程的栈信息,包括栈的起始地址和大小。
  • mcontext:保存当前协程的机器上下文信息,例如CPU寄存器的值、程序计数器的值等等。
  • sigmask:在发生信号时,Ucontext结构体还会被用于保存信号掩码信息,即哪些信号是被屏蔽的,哪些信号是可以被处理的。

通过保存协程的上下文信息,Ucontext结构体可以帮助Go语言的运行时系统实现协程的切换、挂起、恢复等操作。例如,在协程调度时,Go语言的运行时系统可以通过保存当前协程的Ucontext结构体,切换到另一个协程的Ucontext结构体,从而实现协程的切换。

Timespec

在FreeBSD操作系统中,Timespec结构体表示一个时间值,精度为纳秒。这个结构体由两个成员组成:tv_sec和tv_nsec。tv_sec表示秒数,可以是正数或负数,tv_nsec表示剩余的纳秒数。

Timespec结构体可以被用来描述时间相关的操作,例如定时器的超时值、文件的访问时间、修改时间、创建时间等等。在Go语言运行时中,defs_freebsd.go文件中定义了一些涉及到时间操作的函数,例如nanotime和ticksleep。这些函数会使用Timespec结构体来表示时间值,并对其进行计算和比较等操作。

总的来说,Timespec结构体在FreeBSD操作系统中扮演了表示时间的重要角色,Go语言运行时中也会用到它来进行相关操作。

Timeval

Timeval是FreeBSD系统中表示时间值的数据结构。它包含了两个元素:

  1. tv_sec:表示自UNIX纪元以来的秒数(Unix时间戳)。
  2. tv_usec:表示自上次完整秒以来的微秒数。

在FreeBSD中,Timeval主要用于处理时间相关的系统调用,例如gettimeofday()和select()。gettimeofday()系统调用返回当前的时间戳,它会把当前时间戳填充进Timeval结构体中的tv_sec和tv_usec元素中。select()系统调用中也使用Timeval结构体,它需要传入一组时间值来表示等待的时间范围。

在defs_freebsd.go文件中,Timeval结构体被定义为syscall.Timeval类型,它是Go语言syscall包中的一个结构体类型,用于封装系统调用的参数和返回结果。此外,该文件中还定义了一些与Timeval相关的常量和函数,可以方便地在Go语言中调用FreeBSD系统调用。

Itimerval

Itimerval结构体是用于FreeBSD系统中设置定时器(timer)的结构体。它是一个包含两个结构体的嵌套结构体。

首先,Itimerval中包含的it_value结构体表示当前定时器设置的时间间隔,即定时器会在该时间间隔后触发并执行相关的操作。it_value结构体中有两个变量,tv_sec表示时间间隔的秒数,tv_usec表示时间间隔的微秒数。

其次,Itimerval中包含的it_interval结构体表示当定时器触发时,是否需要重新设置定时器,并以什么时间间隔来触发定时器。如果it_interval中的值不为零,则定时器会在每次触发后以it_interval中设置的时间间隔再次触发,直到it_interval中的值为零为止。

在FreeBSD系统中,Itimerval结构体经常用于设置定时器,例如定时器处理信号、实现定时轮询等。由于Go语言运行时需要与底层操作系统进行交互,因此在Go语言运行时的源代码中,也包含了对Itimerval结构体的定义和使用。

Umtx_time

在 Go 语言运行时的 FreeBSD 实现中,defs_freebsd.go 文件中的 Umtx_time 结构体定义了一个 timespec 结构体和一个 Mutex 结构体。这个结构体用于实现条件变量的功能,在调用条件变量的时候会使用到其中的互斥锁和时间戳。

具体来说,这个 Umtx_time 结构体中的 timespec 成员用于存储时间戳,表示等待条件变量的超时时间。如果在这个时间内条件变量没有被唤醒,等待的线程将会被唤醒并返回超时错误。Mutex 成员用于保护这个结构体和操作它的代码块,防止发生竞态条件。

在 Go 语言中,条件变量常常用于实现线程同步和并发控制功能。在使用条件变量的时候,通常需要先定义一个 Umtx_time 类型的结构体,然后使用它来实现等待和唤醒操作。这个结构体中包含了线程等待的超时时间和互斥锁等属性,可以方便地实现各种不同的同步机制。

KeventT

KeventT是一个用于在FreeBSD系统上调用kqueue系统调用的结构体。它通过定义一个事件列表来监视文件描述符上的事件,并在事件发生时通知应用程序。

具体来说,KeventT结构体包含以下字段:

  • Ident:文件描述符或其他标识符
  • Filter:事件过滤器类型
  • Flags:事件标志
  • Fflags:附加的标志(特定于过滤器类型)
  • Data:过滤器数据
  • Udata:自定义数据指针

这些字段一起描述了kqueue监视的事件。当事件发生时,kqueue系统调用会返回事件的信息,应用程序可以根据事件的类型和其他信息采取相应的行动。

KeventT结构体是在runtime包中定义的,因为它是与Go运行时系统交互的一部分。在某些情况下,Go程序可能需要与操作系统进行低级通信,例如在I/O多路复用中使用kqueue。KeventT结构体提供了一个简单的接口来实现这种通信。

bintime

bintime结构体在FreeBSD系统中用来表示纳秒级别的时间。它包含了两个整型变量,分别表示秒数和纳秒数。bintime结构体的主要作用是提供一个高精度的时间计数器,用于记录程序或系统的运行时间。

在defs_freebsd.go文件中,bintime结构体被定义为:

type bintime struct {
    sec  int64
    frac uint64
}

其中,sec表示秒数,frac表示纳秒数的小数部分,以二进制64位无符号整数的形式保存。实际上,frac表示的是纳秒数除以2^64的余数,因此它的取值范围是[0, 2^64-1]。bintime结构体中的两个成员变量分别对应了系统调用gettimeofday()返回的秒数和微秒数,但是由于精度不够,被替换为bintime结构体。

bintime结构体的优点在于,它可以提供足够高的精度来记录程序或系统的运行时间。而且,它的实现方式相对简单,只需要表示秒数和余数即可。它还可以通过算术运算来进行时间的加减,从而方便地进行时间的计算和比较。

总之,bintime结构体是用来在FreeBSD系统中表示高精度时间的一种数据结构,它可以提供足够高的精度来记录程序或系统的运行时间。

vdsoTimehands

vdsoTimehands是定义在defs_freebsd.go中的一个结构体,它的作用是为了在FreeBSD系统上读取VDSO(Virtual Dynamic Shared Object)中的时间信息。

VDSO是一个内核提供的动态共享对象,其中包含了一些操作系统函数的实现,比如gettimeofday()函数、clock_gettime()函数等等,这些函数不需要通过系统调用来访问内核,而可以直接访问VDSO,从而提高了系统调用的效率。

在FreeBSD系统上,VDSO中包含了一个名为“timehands”的结构体,它记录了内核中的一些时间信息,比如时钟频率、当前的中断时间戳、处理器核心数量等等。而vdsoTimehands结构体则用于在用户空间中访问这些时间信息,它的定义与timehands结构体非常相似,但是去掉了一些内核私有的成员变量,以便在用户空间中访问。

通过使用vdsoTimehands结构体,Go语言的runtime包可以在FreeBSD系统上高效地获取当前的时间信息,从而实现一些与时间相关的操作,比如计时器、延时等等。

vdsoTimekeep

在FreeBSD系统中,vdsoTimekeep结构体用于在用户空间获取系统时钟的当前时间。这个结构体里包含了一个时钟的频率和上一次调用的时间,可以用于计算当前时间。

在Go语言中,vdsoTimekeep结构体主要用于实现时间相关的系统调用,例如nanotime()和usleep()等。通过提供一个更高效的方式来获取系统时间,vdsoTimekeep结构体可以帮助提高程序的性能和稳定性。

具体而言,当用户程序发起时间相关的系统调用时,操作系统内核会先检查当前进程的vdsoTimekeep结构体是否可用。如果可用,内核就可以直接从这个结构体中读取时间信息,而不需要进行较慢的系统调用。这个优化可以帮助减少系统调用的次数,从而提高程序的响应速度和稳定性。

总之,vdsoTimekeep结构体是用于提供高效的系统时钟获取方式的重要组成部分,在Go语言中具有重要的作用。