技术标签: 源码分析 compile build golang go
了解Go编译处理(二)—— go build一文中对go build
的过程进行了追踪,build
的源码中并不负责代码的编译,而是交给专门的编译工具进行编译,完整的build过程使用到以下工具:
cover-cgo-compile-asm-pack-buildid-link
部分工具因文件类型的不一或编译参数的设置,可能不会调用。
关于.go
的文件的编译由compile
工具进行处理,本文先大致了解下compile的大致处理过程。
compile
是指位于安装目录($/go/pkg/tool/$GOOS_$GOARCH
)下compile
工具,build
过程中会调用compile
相关命令对文件等内容进行处理。
直接运行compile
命令,可看到如下提示:
usage: compile [options] file.go...
-% debug non-static initializers
-+ compiling runtime
-B disable bounds checking
-C disable printing of columns in error messages
-D path
set relative path for local imports
...
compile本身也是go实现的,其源码位于src/cmd/compile
目录下(源码的查找小秘诀,我们在之前的文章中说过了呦)。
var archInits = map[string]func(*gc.Arch){
"386": x86.Init,
"amd64": amd64.Init,
"arm": arm.Init,
"arm64": arm64.Init,
"mips": mips.Init,
"mipsle": mips.Init,
"mips64": mips64.Init,
"mips64le": mips64.Init,
"ppc64": ppc64.Init,
"ppc64le": ppc64.Init,
"riscv64": riscv64.Init,
"s390x": s390x.Init,
"wasm": wasm.Init,
}
func main() {
// disable timestamps for reproducible output
log.SetFlags(0)
log.SetPrefix("compile: ")
archInit, ok := archInits[objabi.GOARCH]
if !ok {
fmt.Fprintf(os.Stderr, "compile: unknown architecture %q\n", objabi.GOARCH)
os.Exit(2)
}
gc.Main(archInit)
gc.Exit(0)
}
archInits包含了各个处理器架构的处理初始化方式。main中会通过获取当前处理器架构,再从archInits获取archInit,最后调用gc
的Main及Exit。
main主要是为调用gc中的相关方法提供一个入口。
此处的gc的意思是Go compiler
,并不是常见的垃圾收集器。
根据Main的注释可以知道:Main对命令行中flags及go源文件进行解析,对解析的包进行类型检查,然后将functions编译成机器码,最后将编译好的文件写入磁盘。
Main的代码实在太长了,此处仅保留关注处。
parseFiles是最关键的部分,负责文件的解析、语法解析、转换,封装成一个个的Node,然后append至xtop,随后就是对xtop中数据的检查。
// Main parses flags and Go source files specified in the command-line
// arguments, type-checks the parsed Go package, compiles functions to machine
// code, and finally writes the compiled package definition to disk.
func Main(archInit func(*Arch)) {
...
// pseudo-package, for scoping
builtinpkg = types.NewPkg("go.builtin", "") // TODO(gri) name this package go.builtin?
builtinpkg.Prefix = "go.builtin" // not go%2ebuiltin
// pseudo-package, accessed by import "unsafe"
unsafepkg = types.NewPkg("unsafe", "unsafe")
...
// 头部是一系列flags的说明及解析,这里对应的就是前言中提到的命令提示哦
// 这里还可以看到花式的flag的使用方式,如指定func,感兴趣的可以了解下
flag.BoolVar(&compiling_runtime, "+", false, "compiling runtime")
flag.BoolVar(&compiling_std, "std", false, "compiling standard library")
...
lines := parseFiles(flag.Args())//解析文件,将import、var、const、type、func等相关的声明封装成node,然后append至xtop
...
// Process top-level declarations in phases.
// Phase 1: const, type, and names and types of funcs.
// This will gather all the information about types
// and methods but doesn't depend on any of it.
//
// We also defer type alias declarations until phase 2
// to avoid cycles like #18640.
// TODO(gri) Remove this again once we have a fix for #25838.
// Don't use range--typecheck can add closures to xtop.
timings.Start("fe", "typecheck", "top1")
for i := 0; i < len(xtop); i++ {
n := xtop[i]
if op := n.Op; op != ODCL && op != OAS && op != OAS2 && (op != ODCLTYPE || !n.Left.Name.Param.Alias) {
xtop[i] = typecheck(n, ctxStmt)
}
}
// Phase 2: Variable assignments.
// To check interface assignments, depends on phase 1.
// Don't use range--typecheck can add closures to xtop.
timings.Start("fe", "typecheck", "top2")
for i := 0; i < len(xtop); i++ {
n := xtop[i]
if op := n.Op; op == ODCL || op == OAS || op == OAS2 || op == ODCLTYPE && n.Left.Name.Param.Alias {
xtop[i] = typecheck(n, ctxStmt)
}
}
// Phase 3: Type check function bodies.
// Don't use range--typecheck can add closures to xtop.
timings.Start("fe", "typecheck", "func")
var fcount int64
for i := 0; i < len(xtop); i++ {
n := xtop[i]
if op := n.Op; op == ODCLFUNC || op == OCLOSURE {
Curfn = n
decldepth = 1
saveerrors()
typecheckslice(Curfn.Nbody.Slice(), ctxStmt)
checkreturn(Curfn)
if nerrors != 0 {
Curfn.Nbody.Set(nil) // type errors; do not compile
}
// Now that we've checked whether n terminates,
// we can eliminate some obviously dead code.
deadcode(Curfn)
fcount++
}
}
// With all types checked, it's now safe to verify map keys. One single
// check past phase 9 isn't sufficient, as we may exit with other errors
// before then, thus skipping map key errors.
checkMapKeys()
timings.AddEvent(fcount, "funcs")
if nsavederrors+nerrors != 0 {
errorexit()
}
// Phase 4: Decide how to capture closed variables.
// This needs to run before escape analysis,
// because variables captured by value do not escape.
timings.Start("fe", "capturevars")
for _, n := range xtop {
if n.Op == ODCLFUNC && n.Func.Closure != nil {
Curfn = n
capturevars(n)
}
}
capturevarscomplete = true
Curfn = nil
if nsavederrors+nerrors != 0 {
errorexit()
}
// Phase 5: Inlining
timings.Start("fe", "inlining")
if Debug_typecheckinl != 0 {
// Typecheck imported function bodies if debug['l'] > 1,
// otherwise lazily when used or re-exported.
for _, n := range importlist {
if n.Func.Inl != nil {
saveerrors()
typecheckinl(n)
}
}
if nsavederrors+nerrors != 0 {
errorexit()
}
}
if Debug['l'] != 0 {
// Find functions that can be inlined and clone them before walk expands them.
visitBottomUp(xtop, func(list []*Node, recursive bool) {
for _, n := range list {
if !recursive {
caninl(n)
} else {
if Debug['m'] > 1 {
fmt.Printf("%v: cannot inline %v: recursive\n", n.Line(), n.Func.Nname)
}
}
inlcalls(n)
}
})
}
// Phase 6: Escape analysis.
// Required for moving heap allocations onto stack,
// which in turn is required by the closure implementation,
// which stores the addresses of stack variables into the closure.
// If the closure does not escape, it needs to be on the stack
// or else the stack copier will not update it.
// Large values are also moved off stack in escape analysis;
// because large values may contain pointers, it must happen early.
timings.Start("fe", "escapes")
escapes(xtop)
// Collect information for go:nowritebarrierrec
// checking. This must happen before transformclosure.
// We'll do the final check after write barriers are
// inserted.
if compiling_runtime {
nowritebarrierrecCheck = newNowritebarrierrecChecker()
}
// Phase 7: Transform closure bodies to properly reference captured variables.
// This needs to happen before walk, because closures must be transformed
// before walk reaches a call of a closure.
timings.Start("fe", "xclosures")
for _, n := range xtop {
if n.Op == ODCLFUNC && n.Func.Closure != nil {
Curfn = n
transformclosure(n)
}
}
// Prepare for SSA compilation.
// This must be before peekitabs, because peekitabs
// can trigger function compilation.
initssaconfig()
// Just before compilation, compile itabs found on
// the right side of OCONVIFACE so that methods
// can be de-virtualized during compilation.
Curfn = nil
peekitabs()
// Phase 8: Compile top level functions.
// Don't use range--walk can add functions to xtop.
timings.Start("be", "compilefuncs")
fcount = 0
for i := 0; i < len(xtop); i++ {
n := xtop[i]
if n.Op == ODCLFUNC {
funccompile(n)
fcount++
}
}
timings.AddEvent(fcount, "funcs")
if nsavederrors+nerrors == 0 {
fninit(xtop)
}
compileFunctions()
if nowritebarrierrecCheck != nil {
// Write barriers are now known. Check the
// call graph.
nowritebarrierrecCheck.check()
nowritebarrierrecCheck = nil
}
// Finalize DWARF inline routine DIEs, then explicitly turn off
// DWARF inlining gen so as to avoid problems with generated
// method wrappers.
if Ctxt.DwFixups != nil {
Ctxt.DwFixups.Finalize(myimportpath, Debug_gendwarfinl != 0)
Ctxt.DwFixups = nil
genDwarfInline = 0
}
// Phase 9: Check external declarations.
timings.Start("be", "externaldcls")
for i, n := range externdcl {
if n.Op == ONAME {
externdcl[i] = typecheck(externdcl[i], ctxExpr)
}
}
// Check the map keys again, since we typechecked the external
// declarations.
checkMapKeys()
if nerrors+nsavederrors != 0 {
errorexit()
}
// Write object data to disk.
timings.Start("be", "dumpobj")
dumpdata()
Ctxt.NumberSyms(false)
dumpobj()
if asmhdr != "" {
dumpasmhdr()
}
// Check whether any of the functions we have compiled have gigantic stack frames.
sort.Slice(largeStackFrames, func(i, j int) bool {
return largeStackFrames[i].pos.Before(largeStackFrames[j].pos)
})
for _, large := range largeStackFrames {
if large.callee != 0 {
yyerrorl(large.pos, "stack frame too large (>1GB): %d MB locals + %d MB args + %d MB callee", large.locals>>20, large.args>>20, large.callee>>20)
} else {
yyerrorl(large.pos, "stack frame too large (>1GB): %d MB locals + %d MB args", large.locals>>20, large.args>>20)
}
}
if len(compilequeue) != 0 {
Fatalf("%d uncompiled functions", len(compilequeue))
}
logopt.FlushLoggedOpts(Ctxt, myimportpath)
if nerrors+nsavederrors != 0 {
errorexit()
}
flusherrors()
timings.Stop()
if benchfile != "" {
if err := writebench(benchfile); err != nil {
log.Fatalf("cannot write benchmark data: %v", err)
}
}
}
粗略来看,Main的过程大致分为以下几个部分:
对xtop数据的处理过程具体可以分为以下几个阶段。
以上是编译的大致过程,后续会关注细节处理。
本文主要从源码及其注释的角度对compile
的过程有个初步了解,在稍后的文章中我们会关注更具体的处理细节。概括一下,compile
的过程:
解析文件->解析语法->类型检查->编译->写入文件
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