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defs_linux_amd64.go.md

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File: defs_linux_amd64.go

defs_linux_amd64.go文件是Go语言运行时系统在Linux AMD64架构上的定义文件。它包含了该架构下的一些系统常量、类型和函数的定义,以及一些与运行时系统相关的宏和常量。

这个文件是用来对运行时的一些基础特性进行定义和实现的。在该文件中,定义了一些底层数据类型,如指针、整型、字节等,还有一些系统相关的常量,如文件描述符的最大值、内存页的大小等。

除此之外,该文件还实现了一些系统调用的封装函数。这些函数包括和内存管理相关的函数,如分配内存、释放内存、从内存中分配一段虚拟地址等,还有和线程管理相关的函数,如创建线程、获取线程ID、线程退出等。这些函数提供了一些Go语言运行时在Linux AMD64架构上的底层支持。

总之,defs_linux_amd64.go文件为Go语言在Linux AMD64架构上的运行时系统提供了重要的基础定义和实现。它定义和封装了一些底层的系统调用和常量,为上层的Go语言代码提供了方便的接口和支持。


Structs:

timespec

在Go语言中,timespec结构体用于表示Unix时间(seconds和nanoseconds的结合),通常用于系统调用等需要精确时间戳的操作。

在defs_linux_amd64.go文件中,timespec结构体被定义为:

type timespec struct { tv_sec int64 tv_nsec int64 }

其中,tv_sec字段表示自1970年1月1日0点0分0秒经过的秒数,tv_nsec表示纳秒数。这两个字段合起来可以表示纳秒级精度的时间戳。

在系统调用中,一些功能需要精确地知道当前时间,或者是指定某个时间点进行操作。此时,就可以使用timespec结构体来表示精确时间戳。比如,在文件系统调用中,文件的创建时间、修改时间、访问时间等需要使用timespec类型表示。

总之,timespec是一个在Go中常用的表示时间戳的结构体类型,具有重要的作用。

timeval

在go/src/runtime中,defs_linux_amd64.go文件主要定义了Linux AMD64平台上的系统数据类型和常量,其中timeval结构体是用于表示时间值的结构体。

timeval结构体定义如下:

type timeval struct {
	tv_sec  int64   // seconds
	tv_usec int32   // microseconds
}

在这个结构体中,tv_sec字段表示秒数,tv_usec字段表示微秒数。timeval结构体的作用是将时间值封装成一个结构体,并方便在程序中传递和处理时间值。

在Go的标准库中,timeval结构体作为time包中的一部分使用,可以用来表示时间间隔和定时器等。另外,在一些系统调用中也会使用timeval结构体来表示时间参数,例如select系统调用。

总之,timeval结构体在Linux AMD64平台上有着广泛的应用,主要用于表示时间值和传递时间参数。

sigactiont

在Go语言中,sigactiont结构体定义在defs_linux_amd64.go文件中,它有一个重要的作用,即用于在Linux系统上设置信号的行为。这个结构体包含了一些重要的字段,包括sigaction、sa_flags、sa_handler、sa_mask等,它们的作用如下:

  1. sigaction:表示处理信号时使用的函数。通过指定sa_handler变量,可以指定要执行的函数。

  2. sa_flags:表示设置信号处理方式的标记位。在Linux系统中,有很多不同类型的信号和信号处理方式,通过设置不同的标记位,可以确定要使用的信号处理方式。

  3. sa_handler:表示信号处理函数的地址或名称。这个函数在接收到相应的信号时会被调用。

  4. sa_mask:表示信号掩码,用于指定哪些信号被阻塞。如果一个信号被阻塞了,那么当它到来时将被忽略,直到解除阻塞为止。

总之,sigactiont结构体是一个非常重要的结构体,在Go语言运行时中用于管理Linux系统上的信号处理,它的作用是很关键的。

siginfoFields

在Go语言中, siginfoFields 结构体代表了从操作系统接收到的一个信号的信息。在 Linux 平台中,它是从 signal structure 和 rt_siginfo 结构体派生而来。

siginfoFields 结构体中包含了许多字段,这些字段分别描述了有关信号的各种信息。其中,较为重要的字段包括:

  • Signo:信号的编号。
  • Code:信号代码,指示信号的类型和子类型。
  • Errno:与信号相关的错误码。
  • PID:发送信号的进程 ID。
  • UID:发送信号的用户 ID。

在运行时中,当 Go 程序收到一个信号时,操作系统会自动生成一个 siginfoFields 结构体,其中记录了有关信号的信息。通过该结构体,运行时可以识别并执行适当的信号处理程序,以确保程序正确响应信号。

siginfo

siginfo结构体是一个用于传递信号信息的结构体,它的定义如下:

type siginfo struct {
    signo int32
    pad_cgo_0 [4]byte
    _ [96]byte // Linux siginfo_t size is 128 bytes.
}

其中signo表示信号的编号,其余字段在runtime中目前没有被使用。

在Linux系统中,当一个进程被信号中断时,内核会向这个进程发送一个包含信号信息的siginfo结构体。进程可以通过检查这个结构体来了解信号的来源和类型,进而根据业务逻辑进行处理。

在Go语言中,siginfo结构体被用于实现进程信号处理机制。当一个Go程序接收到系统信号时(例如SIGINT或SIGTERM),Go运行时会将这个信号信息传递给用户定义的signal handler函数。这个handler函数就可以通过检查siginfo结构体来得知信号的来源和类型,并根据这个信息进行相应的处理,例如优雅地关闭程序或记录日志等。

综上所述,siginfo结构体在运行时中被用于传递信号信息,以便进程或程序能够根据信号类型进行相应的处理。

itimerspec

itimerspec是一个结构体类型,在runtime的defs_linux_amd64.go文件中被定义。它定义了一个定时器(timer)的时间间隔,并且用于向Linux内核发送计时器信息。

具体来说,itimerspec结构体包含了两个成员变量:interval和value。其中interval是一个标准的timespec结构体类型,用于指定定时器的时间间隔。而value是另一个timespec结构体类型,用于存储Linux内核传递给应用程序的回调函数的参数。

在Go语言中,runtime包中的定时器是通过itimerspec来设置和控制的。当应用程序需要创建一个周期性的任务或者动态更新定时器间隔等情况时,可以通过设置itimerspec结构体的interval和value成员变量来实现。

总之,itimerspec结构体在Go语言的runtime中具有非常重要的作用,它使得应用程序可以与Linux内核之间进行定时器通信,并能够实现复杂的定时器处理逻辑。

itimerval

在 Go 的运行时环境中,defs_linux_amd64.go 是一个包含了许多与底层系统相关的定义的文件。其中 itimerval 这个结构体是用来设置和获取定时器相关参数的。

itimerval 结构体包含两个成员:

  1. it_interval:指定定时器的周期时间,以微秒(μs)为单位。
  2. it_value:指定定时器初始值和剩余时间,以微秒为单位。

在 Linux 系统中,itimerval 结构体被用来控制实时的信号发送间隔。通过设置 itimerval 结构体中的成员,可以实现定时器功能。

在 Go 的运行时环境中,该结构体被使用在计时器中,例如 Go 语言中的 time 包中的定时器相关方法和函数。通过设置 itimerval 中的成员,可以调整定时器的周期,从而实现定时器的功能。

sigeventFields

在Go语言的runtime包的defs_linux_amd64.go中,sigeventFields结构体表示了一个事件通知被发送时的参数。它包含以下字段:

  1. value:通知的值,即sigval的值。
  2. signo:用来发送通知的信号的编号。
  3. code:事件通知的类型代码。
  4. pid:发送信号的进程的ID。
  5. uid:发送信号的用户的ID。

sigeventFields结构体的主要作用是向操作系统注册一个事件通知,当事件发生时,系统会向应用程序发送一个信号,应用程序可以通过处理这个信号来实现相关的功能。例如,使用sigeventFields结构体可以实现异步IO操作的通知机制,在读写操作完成后,操作系统会向应用程序发送一个信号,应用程序可以通过处理这个信号来获取操作完成的结果。

sigevent

在Go语言的运行时环境中,sigevent结构体是用于处理信号事件的结构体,其中包含了三个字段:

  1. Value:一个无符号整型数,表示发送给进程的额外信息。

  2. Signo:一个有符号的整型数,表示发送给进程的信号。

  3. NotifyFunc:一个函数指针类型,表示当一个信号触发时,要被执行的处理函数。

这个结构体在信号处理中起到了非常重要的作用。在Linux系统中,进程可以通过向另一个进程发送特定信号,来请求它执行某些操作。而sigevent结构体中的字段就决定了当一个信号触发时具体要执行的操作,比如发送消息、执行某些逻辑等。

在Go语言中,sigevent结构体是在defs_linux_amd64.go文件中定义的,它是通过Go语言中的系统调用来实现的。这个结构体的定义和使用,对于理解Go语言中信号处理的原理和实现机制非常有帮助。

usigset

在 Linux 平台上,SIGSET 利用一个32位的无符号整数位图的形式储存一组信号。因为 Linux 系统支持 64 种不同的信号,而一个整数只有 32 位,所以在定义 SIGSET 结构体时,需要使用两个 32 位的无符号整数来表示信号集。

在 defs_linux_amd64.go 文件中,usigset 结构体定义了两个无符号整数,用来表示信号集。这个结构体的作用是给运行时环境提供一个统一的方式来定义和处理信号集。在系统调用中,需要使用这个结构体类型作为参数来设置或获取进程的信号屏蔽字,或者获取当前未决的信号集。在运行时环境中,GO 代码可以使用该类型来设置进程的信号处理方式,并通过该类型的相关函数来管理信号处理器。

这个结构体还可以用于处理 UNIX 的信号量 semaphore。UNIX 平台上的信号量是互斥锁机制的一种,常用于多进程间的同步、互斥、临界资源访问等操作。信号量 semaphore 的核心是使用一个整型变量来表示临界资源的数量,并通过系统调用(如 semget、semop、semctl 等函数)来创建、操作和删除信号量。在 GO 语言运行时环境中,usigset 的结构体定义可以作为信号量 semaphore 的参数类型来完成相应的操作。

fpxreg

fpxreg结构体是在defs_linux_amd64.go文件中定义的,它代表了64位x86架构下浮点寄存器的状态。这个结构体的作用是记录浮点寄存器中的值,以便在线程切换时保存和恢复浮点寄存器的状态。

在操作系统中,线程切换是经常发生的。为了保证多个线程之间的数据不互相干扰,每个线程都有自己的寄存器、堆栈、程序计数器等状态。当一个线程被切换出去之前,它的寄存器状态需要被保存下来,以便切换回来时能恢复之前的状态。

在64位x86架构中,除了一般用于整数运算的通用寄存器外,还有一组特殊的浮点寄存器,用于浮点运算。fpxreg结构体就是用来保存这些浮点寄存器中的值的。它包含了16个浮点寄存器x0~x15的值,以及其他一些控制信息。

在线程切换时,系统需要将当前线程的fpxreg结构体中的值保存到内存中,等到切换回来时再把值恢复回来。这样可以保证线程切换后各个线程各自独立地执行,避免产生不可预料的错误。

总之,fpxreg结构体是在64位x86架构下用于保存浮点寄存器值的一个重要数据结构,有助于线程安全和系统稳定性。

xmmreg

在Go语言的运行时环境(runtime)中,defs_linux_amd64.go这个文件定义了一些在Linux x86-64系统上使用的寄存器和数据结构。其中包括xmmreg这个结构体。

xmmreg是一个64字节的结构体,用于表示XMM寄存器。XMM寄存器是一种128位的寄存器,主要用于执行浮点运算和多媒体指令。

在defs_linux_amd64.go文件中,xmmreg结构体定义如下:

type xmmreg [2]uint64

xmmreg结构体实际上是由2个uint64类型的数组组成,表示128位寄存器的低64位和高64位数据。由于XMM寄存器的数据宽度为128位,因此需要使用两个64位的无符号整数来表示。

xmmreg结构体在Go语言的运行时环境中用于实现对寄存器的访问和操作,例如读取和写入寄存器数据。它在Go语言的内部实现中扮演着重要的角色,为Go程序的运行提供了基础的支持。

fpstate

在defs_linux_amd64.go文件中,fpstate结构体定义了一个Linux x86-64系统中浮点寄存器的状态。它被用于实现Go语言中对浮点数的处理和计算。

fpstate结构体包含了多个浮点寄存器,包括16个XMM寄存器和8个XMM土的寄存器。这些寄存器可以用于执行单精度浮点和双精度浮点数的计算。

fpstate结构体还包含了其他数据,比如MXCSR寄存器的值和状态字。MXCSR寄存器用于控制浮点运算的精度、舍入模式以及异常处理等。状态字用于记录浮点运算过程中出现的异常情况。

在Go语言中,浮点数的计算是通过对fpstate结构体中的浮点寄存器进行操作实现的。例如,当程序进行一次浮点运算时,计算器会读取fpstate中的相关寄存器,执行计算并将结果存储回fpstate。

因此,fpstate结构体在Go语言中是非常重要的,它保证了程序能够正确处理浮点数,同时能够处理浮点运算中可能出现的异常情况。

fpxreg1

在Go语言的运行时环境中,defs_linux_amd64.go文件包含了一些定义用于在Linux AMD64上运行的Go程序中。其中,fpxreg1结构体定义了在浮点扩展寄存器中存储的第1个128位的值。

具体来说,fpxreg1结构体定义如下:

type fpxreg1 struct {
   l uint64
   h uint64
}

其中,l和h字段分别表示该128位值的低64位和高64位。在x86架构中,浮点扩展寄存器通常用于存储浮点运算中使用的浮点值,以提高运算速度。

在Go语言中,定义fpxreg1结构体主要是为了支持在运行时对浮点扩展寄存器进行访问和操作,以实现一些与浮点运算相关的功能。例如,当Go程序需要进行复杂的科学计算或图形处理时,可以使用fpxreg1结构体来更高效地处理浮点数据。

xmmreg1

xmmreg1结构体是在Go语言的运行时系统中定义的,用于表示一个128位的扩展寄存器(XMM寄存器)。在Go语言中,XMM寄存器通常用于存储浮点数和矢量操作的结果,因此这个结构体在程序执行期间扮演了非常重要的角色。

在defs_linux_amd64.go文件中,xmmreg1结构体定义如下:

type xmmreg1 struct { low [2]uint64 high [2]uint64 }

由于XMM寄存器是128位的,不能被单个寄存器处理器调用。因此,这个结构体将XMM寄存器分成两个64位的部分,分别保存到low和high字段中。这样,程序中可以使用此结构体来访问和操作XMM寄存器的值。

该结构体在Go语言的运行时系统中使用广泛,特别是在进行浮点数运算和处理矢量数据时。Go语言的运行时系统使用XMM寄存器作为通用寄存器,可以提高程序性能。同时,它还可以帮助Go语言在不同平台之间实现跨平台编译,因为在不同的体系结构中,XMM寄存器的大小和表现方式可能会有所不同。

fpstate1

在Go语言中,fpstate1结构体用于保存用户浮点寄存器状态。在Linux系统的AMD64架构中,浮点寄存器状态存储在XMM寄存器中,fpstate1结构体中的XMM数组存储了所有的XMM寄存器状态。

fpstate1结构体通过定义Xsave64函数所需的格式来构建Linux的XSAVE区域。XSAVE是x86处理器指令集中的一种指令,用于将CPU寄存器的当前状态保存到内存,以便之后重新载入。在Go语言中,fpstate1结构体的定义是为了在Go程序运行时保存浮点寄存器的状态并将其还原。当Go程序需要访问浮点栈时,它可以使用fpstate1结构体中的XMM寄存器状态。

总之,fpstate1结构体在Go语言中起着非常重要的作用。它用于保存和恢复浮点寄存器状态,以便在程序需要访问浮点栈时能够正确地执行。

fpreg1

在Go语言的运行时中,defs_linux_amd64.go这个文件是用于定义运行时数据结构和常量的文件,而fpreg1结构体则是用于保存浮点数寄存器的值。

在x86-64架构的Linux系统中,浮点数寄存器使用xmm寄存器来保存,而在Go语言中,这些寄存器中的值会被保存在fpreg1结构体中。fpreg1结构体的定义如下:

type fpreg1 struct {
        start     uint32 // offset of fpreg1[0] from _fpstate
        len       uint32 // number of elements in fpreg1
        reg_offset uint32 // offset of this register within fpreg1
}

其中,start字段表示该寄存器在_fpstate数组中的偏移量,len字段表示该寄存器所占用的字节数,reg_offset字段表示该寄存器在fpreg1中的偏移量。

通过fpreg1结构体的定义,Go语言的运行时可以方便地访问和修改xmm寄存器中的值,从而实现高效的浮点数计算和处理。

stackt

在 Go 语言中,每个 Goroutine 都有一个对应的栈(Stack)数据结构,用于保存该 Goroutine 的函数调用栈、局部变量、参数等信息。在 Go 的 runtime 目录下的 defs_linux_amd64.go 文件中,定义了用于在 Linux x86-64 平台上管理 Goroutine 的一些重要数据结构和函数,其中包括 Stack 结构体。Stack 结构体的作用是描述了一个 Goroutine 所使用的栈的相关信息,包括栈的大小、起始地址、结束地址等信息。

Stack 结构体具体包括下面这些字段:

  • lo: 栈的起始地址
  • hi: 栈的结束地址
  • guard: 栈的 guard(安全)区域的地址,用于捕获栈的上溢和下溢等错误情况。如果试图访问 guard 区域的内存,会触发 SIGSEGV 信号,从而使程序崩溃。
  • guardsize: guard 区域的大小。在 Linux x86-64 上,guard 区域的大小默认为 2KiB。
  • stackguard0: 栈的 guard 区域的下一个地址,用于检查栈的下溢。如果栈的下溢情况发生,会访问 stackguard0 区域的内存,从而导致 SIGSEGV 信号的触发。
  • stackguard1: 栈的 guard 区域的上一个地址,用于检查栈的上溢。如果栈的上溢情况发生,会访问 stackguard1 区域的内存,从而导致 SIGSEGV 信号的触发。

Stack 结构体的作用是帮助 Go runtime 在不同的 Goroutine 之间管理栈的创建、销毁、扩展等操作。通过记录栈的大小、起始地址、结束地址和 guard 区域等信息,可以帮助检查栈的上溢、下溢等错误情况,确保 Goroutine 的正常运行。同时,由于每个 Goroutine 都有自己独立的栈数据结构,因此可以避免同时执行的多个 Goroutine 之间互相干扰,保证 Goroutine 的并发性和灵活性。

mcontext

在Go语言中,当一个goroutine发生异常时,会调用运行时的恢复机制,即Goroutine恢复机制。在Linux系统中,实现这个机制需要使用mcontext结构体。此结构体是Linux系统中用来描述一个线程执行上下文的数据结构。

mcontext结构体中包含了一些寄存器的值,以及一些关于线程状态的信息。当一个goroutine发生异常时,该结构体中保存了当前线程正在执行的状态,恢复机制可以使用它来恢复到发生异常的地方继续执行。

在Go语言中,mcontext结构体被封装在sigctxt结构体中,以提供方便的访问API供运行时系统使用。

总之,mcontext结构体是实现Goroutine恢复机制的重要数据结构,在Linux系统中具有重要的作用。

ucontext

在 Go 的运行时环境中,ucontext 是一个重要的结构体,它用于在协程切换时保存该协程的上下文信息。

ucontext 结构体具有以下几个字段:

  • uc_flags:表示上下文标志,它由一个或多个 UC_ 字节值(例如UC_SIGMASK、UC_STACK 或 UC_CPU)的按位或组成,用于指定上下文操作时的行为。
  • uc_link:表示指向当前上下文退出后执行的下一个上下文的指针。如果上下文退出后没有下一个上下文,则该字段的值应为 NULL。
  • uc_stack:表示指向与该上下文关联的栈的指针。
  • uc_mcontext:表示指向包含上下文机器特定部分的结构体的指针。对于 Linux,在 uc_mcontext 字段中包含的部分为:寄存器、指令指针以及信号屏蔽字等。

当下一个协程被调度时,旧的上下文信息将保存在当前上下文的 ucontext 结构体中。然后,切换至新的协程,并将该协程的上下文信息恢复到 ucontext 结构体中。这样,运行时环境就能够保持每个协程的状态独立,从而实现协程切换的高效性和可靠性。

sigcontext

在Go语言运行时的代码中,defs_linux_amd64.go文件定义了一些Linux系统下AMD64架构的定义,其中包括了sigcontext结构体。

sigcontext结构体是一个CPU执行上下文的描述符,它描述了CPU在某个时刻运行指令的状态。在Linux系统中,当CPU执行异常信号处理程序时,异常信号处理程序需要访问进程当前的寄存器值和状态,以便能够确定异常信号的原因和处理方式,因此需要保存和恢复CPU当前的执行上下文。

sigcontext结构体的定义了各个CPU寄存器的值,如x86_64的RAX、RBX、RCX、RDX以及XMM0-15等寄存器的值,以及CPU标志寄存器的值,还有存储在用户栈中的返回地址和系统调用号等信息。sigcontext结构体的保存和恢复由Linux内核完成,当发生异常信号时,内核会在用户栈中压入一个sigcontext类型的结构体,即保存当前的CPU执行上下文,然后调用信号处理程序,在返回之前再弹出这个结构体。

在Go语言中,如果需要使用信号处理程序处理某个异常信号,可以使用sigaction函数来注册信号处理程序,当系统进程接收到该信号后便会调用该信号处理程序,并传递一个包含CPU执行上下文的sigcontext结构体指针作为参数。通过这个指针,信号处理程序可以获取当前CPU的寄存器值和状态,以便进行下一步处理。

sockaddr_un

该文件中的 sockaddr_un 结构体是用于 Unix 域协议的地址结构体。它的作用是用于表示 Unix 域协议的本地通信地址,包括文件路径和抽象命名空间。

在 Unix 域协议中,进程通过在本地文件系统中创建和打开一个特定的文件,然后通过该文件进行进程间通信。在操作系统层面,这些文件是通过 Unix 域协议地址结构进行表示的。

sockaddr_un 结构体的定义包含以下字段:

  1. Family:表示地址家族,对于 Unix 域协议,该值为 AF_UNIX。
  2. Path:指向一个 NULL 结尾的路径名字符串,表示要使用的本地文件系统路径名。
  3. Len:表示地址结构的总字节数,包括 Family 和 Path 字段。
  4. __pad:表示将来可能用于扩展的字段。

在 Go 语言中,可以使用 syscall 包中的 Syscall() 和 RawSyscall() 函数来创建和操作 Unix 域协议地址结构。其中,使用的是 sockaddr_un 结构体中的 Path 字段来指定通信对端的地址。

Functions:

setNsec

该函数的作用是将文件的时间戳精确到纳秒级别。

在Unix/Linux系统中,文件的时间戳有三种,分别是修改时间(mtime)、改变时间(ctime)和访问时间(atime)。这些时间戳的精度不同,mtime和ctime一般是精确到秒,而atime则是很少用到的,因此Linux内核计算atime的时候会采用一些优化措施,可能会有一些误差。

在程序中,我们通常使用stat系统调用获取文件的信息,其中就包含了这三个时间戳。对于需求精度高的场景,可以使用utimensat系统调用来修改文件的时间戳,但是纳秒级别的时间戳需要使用额外的结构体和参数,比较麻烦。setNsec函数就是对utimensat的一个封装,方便调用者直接设置文件时间戳的纳秒部分。

setNsec函数只在Linux/amd64平台下有定义,在其他平台没有实现。在Linux/amd64平台下,它直接调用了下层的utimensat系统调用,并将时间戳参数转换为timespec结构体,细节比较复杂,涉及到了时间戳的存储方式和系统调用的参数。

该函数的具体实现可以在defs_linux_amd64.go文件中找到。

set_usec

set_usec 是运行时系统在 Linux 平台下的时间相关函数,主要用于设置时钟精度。该函数会将进程的定时器间隔设置为指定的微秒数,以便运行时系统可以按照这个精度计算距离下一次定时器触发的时间。

具体来说,set_usec 函数会通过系统调用 timer_settime 设置进程的定时器,timer_settime 函数会根据参数指定的时钟精度,在未来一定的时间间隔后触发 SIGALRM 信号,从而使应用程序知道已经过去了多长时间。运行时系统可以利用这个信号来做一定的时间度量和统计工作,例如 GC、线程调度等等。

在 Linux 下,定时器的间隔精度可以达到 1 毫秒, Windows 下则没有这样的限制。set_usec 函数主要用于处理定时器的精度问题,确保运行时系统能够在不同的操作系统下都能够正常工作。同时,该函数也是运行时系统长时间运行的关键性能优化之一。