通过SSA的解释执行窥探Golang编译之一角 丁尔男 武汉航天远景 产品总监 凹语言 联合发起人 PLOC 联合发起人 目 录 Golang 编译流程简介 01 SSA 解释执行 02 基于 SSA 的应用 03 Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 （带语义信息） 静态单赋值 目标代码 Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 （带语义信息） 静态单赋值 目标代码 1 + 2 * 3 *ast.BinaryExpr (+) *ast.BasicLit 1 : INT *ast.BinaryExpr (*) *ast.BasicLit 2 : INT * ast.BasicLit 3 : INT Golang 编译流程简介 01-AST Golang 编译流程简介 源代码 抽象语法树 抽象语法树 （带语义信息） 静态单赋值 目标代码 语义分析，涉及的包： • go/types 功能： • 类型检查和推导，如： v := "a" + 1 • 确定标识符的引用关系，如： var g = 42 func main() { g := "Hello GoCN!" println(g) } Golang 编译流程简介

节”的链接。 代码 代码 代码要go fmt后提交。注释文件注明其所属章节。 如何编译 如何编译 build.go依赖markdown的一个解析包，所以第一步先 go get github.com/russross/blackfriday 这样读者就可以把相应的Markdown文件编译成html文件，执行go build build.go，执行生成的文件，就会在底目 录下生成相应的html文件 附录A 参考资料 5 1 GO环境配置 1 GO环境配置 欢迎来到Go的世界，让我们开始探索吧！ Go是一种新的语言，一种并发的、带垃圾回收的、快速编译的语言。它具有以下特点： 它可以在一台计算机上用几秒钟的时间编译一个大型的Go程序。 Go为软件构造提供了一种模型，它使依赖分析更加容易，且避免了大部分C风格include文件与库的开头。 Go是静态类型的语言，它的类型系统没有 花费时间，这样感 觉起来比典型的面向对象语言更轻量级。 Go完全是垃圾回收型的语言，并为并发执行与通信提供了基本的支持。 按照其设计，Go打算为多核机器上系统软件的构造提供一种方法。 Go是一种编译型语言，它结合了解释型语言的游刃有余，动态类型语言的开发效率，以及静态类型的安全性。它也打 算成为现代的，支持网络与多核计算的语言。要满足这些目标，需要解决一些语言上的问题：一个富有表达能力但轻 量

目录 第0章：关于《Go语言101》 - 为什么写这本书 第1章：致谢 第2章：Go语言简介 - 为什么Go语言值得学习 第3章：Go官方工具链 - 如何编译和运行Go程序 Go编程入门 第4章：程序源代码基本元素介绍 第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 计略微反直觉，甚至 自相矛盾。 Go语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当 的Go编程经验和感悟才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运 行时在实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编 程带来了许多便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装 隐藏了这些类型的内部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为 一个持有积极的学习态度的Go新手程序员可以在一年内精通Go编程。 那你觉得Go的卖点是什么呢？ 我个人的观点是，做为一门静态语言，Go却和很多动态脚本语言一样得灵活 是Go的主要卖点。 节省内存、程序启动快、代码执行速度快和编译速度快合在一块儿是Go的另 一个主要卖点。 虽然这三项是C家族语言的共同特征，但是在Web开发领域， 很少有语言同时拥有这四个特征。 事实上，这就是我当初从Java转到Go进行 Web开发的原因。

目录 第0章：关于《Go语言101》 - 为什么写这本书 第1章：致谢 第2章：Go语言简介 - 为什么Go语言值得学习 第3章：Go官方工具链 - 如何编译和运行Go程序 Go编程入门 第4章：程序源代码基本元素介绍 第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 计略微反直觉，甚至自 相矛盾。 Go语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当的 Go编程经验和感悟才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运 行时在实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编程 带来了许多便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装隐藏 了这些类型的内部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为带来了 一个持有积极的学习态度的Go新手程序员可以在一年内精通Go编程。 那你觉得Go的卖点是什么呢？ 我个人的观点是，做为一门静态语言，Go却和很多动态脚本语言一样得灵活是 Go的主要卖点。 节省内存、程序启动快、代码执行速度快和编译速度快合在一块儿是Go的另一 个主要卖点。 虽然这三项是C家族语言的共同特征，但是在Web开发领域，很 少有语言同时拥有这四个特征。 事实上，这就是我当初从Java转到Go进行Web 开发的原因。

目录 1 目录 第0章：关于《Go语言101》 - 为什么写这本书 第1章：致谢 第2章：Go语言简介 - 为什么Go语言值得学习 第3章：Go官方工具链 - 如何编译和运行Go程序 Go编程入门 第4章：程序源代码基本元素介绍 第5章：关键字和标识符 第6章：基本类型和它们的字面量表示 第7章：常量和变量 - 顺便介绍了类型不确定值和类型推断 第8章：运算操作符 - 顺便介绍了更多的类型推断规则 略微反直觉，甚至自相矛盾。 Go 语法和语义设计中有很多折衷和权衡。一个Go程序员需要相当的Go编程经验和感悟 才能理解这些权衡。 Go提供了几种基本但非必需的类型，比如切片，接口和通道。 Go编译器和运行时在 实现这些类型的时候，进行了必要的封装。 一方面，这些封装为Go编程带来了许多 便利，使我们不用从头实现这些类型。 但另一方面，这些封装隐藏了这些类型的内 部结构， 从而对我们更深入地理解这些类型的值的行为带来了一些障碍。 极的学习态度的Go新手程序员可以在一年内精通Go编程。 那你觉得Go的卖点是什么呢？ 我个人的观点是，做为一门静态语言，Go却和很多动态脚本语言一样得灵活是Go的 主要卖点。 节省内存、程序启动快、代码执行速度快和编译速度快合在一块儿是Go的另一个主 要卖点。 虽然这三项是C家族语言的共同特征，但是在Web开发领域，很少有语言同 时拥有这四个特征。 事实上，这就是我当初从Java转到Go进行Web开发的原因。

前言 原文出处：https://github.com/Unknwon/the-way-to-go_ZH_CN 用更少的代码，更短的编译时间，创建运行更快的程序，享受更多 的乐趣 对于学习 Go 编程语言的爱好者来说，这本书无疑是最适合你的一本书籍，这里包含了当前最全面的学习 资源。本书通过对官方的在线文档、名人博客、书籍、相关文章以及演讲的资料收集和整理，并结合我自 身在软件工程、编程语 程中开始经历大量的挫 折，在诸多问题上都不能给出令人满意的解决方案，尤其是在使用 C++ 来开发大型的服务端软件时，情 况更是不容乐观。由于二进制文件一般都是非常巨大的，因此需要耗费大量的时间在编译这些文件上，同 时编程语言的设计思想也已经非常陈旧，这些情况都充分证明了现有的编程语言已不符合时下的生产环 境。尽管硬件在过去的几十年中有了飞速的发展，但人们依旧没有找到机会去改变 C++ 在软件开发的重 东西，在当时都是极其荒谬的主意， 根本没有人在乎。C++ 向大型项目开发迈出了重要的第一步，带领我们走进这个广袤无垠的世界。很庆幸 Stroustrup 做了让 C++ 兼容 C 语言以能够让其编译 C 程序这个正确的决定。我们当时需要 C++ 的出 现。” “之后我们学到了更多。我们毫无疑问地接受了垃圾回收，异常处理和虚拟机这些当年人们认为只有疯子 才会想的东西。C++ 的复杂程度（新版的

程中开始经历大量的挫折，在诸多 问题上都不能给出令人满意的解决方案，尤其是在使用 C++ 来开发大型的服务端软件时，情况更是不容乐观。由于 二进制文件一般都是非常巨大的，因此需要耗费大量的时间在编译这些文件上，同时编程语言的设计思想也已经非常 陈旧，这些情况都充分证明了现有的编程语言已不符合时下的生产环境。尽管硬件在过去的几十年中有了飞速的发 展，但人们依旧没有找到机会去改变 C++ 在软 语言中进行程序测试和如何使用模板来开发 Web 应 用这些高级概念和技巧。 在本书的第一部分，我们将会讨论 Go 语言的起源（第 1 章），以及如何安装 Go 语言（第 2 章）和开发环境 前言 用更少的代码，更短的编译时间，创建运行更快的程序，享受更多的乐 趣 前言 - 11 - 本文档使用 书栈(BookStack.CN) 构建 （第 3 章）。 在本书的第二部分，我们将会带领你贯穿 Go 语言的核心思想，譬如简单与复杂类型（第 或并发语言支持这类东西，在当时都是极其荒谬的主意，根本没有人在乎。C++ 向大型项目开发迈出了重要的第一 步，带领我们走进这个广袤无垠的世界。很庆幸 Stroustrup 做了让 C++ 兼容 C 语言以能够让其编译 C 程序这 个正确的决定。我们当时需要 C++ 的出现。” “之后我们学到了更多。我们毫无疑问地接受了垃圾回收，异常处理和虚拟机这些当年人们认为只有疯子才会想的东 西。C++ 的复杂程度（新版的

十余年网关研发 • OpenResty 老司机（NGINX + LuaJIT） • MOSN 核心成员 • Envoy Golang extension maintainer • 玩过 DSL 编译器 • 对 LuaJIT、Go 有一些研究 目 录 背景介绍 01 cgo 工作机制 02 cgo 调度机制 03 CPU 优化 04 GC 优化 05 背景介绍 第一部分 网关发展历史 PC 寄存器的修改  编译器完成地址指引  函数调用规约  Go 1.17  数据结构/类型  内存对象生命周期  GMP cgo 编译的两个阶段 cgo 预编译 常规编译 1 2  生成 wrapper 代码  屏蔽 GMP 模型  底层调用 C 编译器  链接器通过符号寻址 cgo 预编译 - C 调用 Go cgo 预编译 - C 调用 Go ① cgo 预编译 - Go 调用 C cgo 预编译 - Go 调用 C ① 普通 Go 代码 ② Wrapper Go 代码  通过 runtime.cgocall 调用 Wrapper C ③ Wrapper C 代码  调用目标 C 函数  cgo_import_static 申明导入 C 函数  方便后续链接器寻址 常规编译  三种源码，分别编译，最终链接为一个可执行文件

"2") // 编译时不检查，运行时找不到实现，崩溃 参数化多态（Parametric Polymorphism）根据实参类型生成不同的版本 ，支持任意数量的 调用。即泛型 func Add(a, b T) T{ return a+b } Add(1, 2) // 编译器生成 T = int 的 Add Add(float64(1.0), 2.0) // 编译器生成 T = = float64 的 Add Add("1", "2") // 编译器生成 T = string 的 Add 2020 © Changkun Ou · Go 夜读 · Go 2 Generics? A (P)review 泛型做到了什么接口做不到的事情？ 5 当使用 interface{} 时，a、b、返回值都可以在运行时表现为不同类型，取决于内部 实现如何对参数进行断言： 类型参数施加了这一强制性保障： func Max(a, b T) T { ... } // T 是类型参数 泛型的总体目标就是：快且安全。在 这里： 快 意味着静态类型 安全 意味着编译早期的错误甄别 泛型的早期设计 Early Designs on Generics 2020 © Changkun Ou · Go 夜读 · Go 2 Generics? A (P)review

type constraints func bar(T Ib[int]) {} // OK 为什么第二个 bar 不会报错？ 13 抽象能力 泛型没有任何运行时的机制，所以关于泛型的组件只发生在编译时期 对于下面的接口而言，无法作为普通参数使用： func Foo[T any]() {} x := Foo // ERROR: cannot use generic function main() { v1 := interface{}(func() {}) v2 := interface{}(func() {}) Equal(v1, v2) // 如果不产生编译错误，则会引发运行时错误 panic: runtime error: comparing uncomparable type func() } 35 comparable 的困境 Issue 语言设计问题（运行时的类型断言），例如： func f(x any) { if _, ok := x.(interface{ Bar(int) }); ok { // ... } } 编译器无法提前得知是否 应该给 X 生成 Bar(int) 方法 类型集的本质 类型集的基本想法是设计一种能够表达一类类型的机制，这就是集合论的基本想法．设计这种机制的核心难点 是保证不会出现罗素悖论．例如不加以限制的