Golang编译过程

编译四阶段

编译核心过程
词法分析——>语法分析——>类型检查——>中间代码生成——>代码优化——>机器码生成
Go的编译器在逻辑上可以分成4个阶段

  1. 词法分析与语法分析
  2. 类型检查
  3. 中间代码生成
  4. 机器代码生成

词法分析与语法分析
词法分析的作用就是解析源代码文件,它将文件中的字符串序列转换成Token序列。我们一般把执行词法分析的程序称为词法分析器(lexer),词法分析器输出Token序列。
语法分析的输入是词法分析器输出的Token序列。语法分析器按照顺序解析Token序列,该过程会将词法分析生成的Token按照编程语言定义好的文法自下而上或自上而下地归约,每一个Go源代码最终会被归纳成一个SourceFile结构。
词法分析返回一个不包含空格、换行等字符的Token序列,语法分析会把Token序列转换成有意义的结构体,即语法树。
Token到上述抽象语法树的转换过程会用到语法分析器,每棵抽象语法书都对应一个单独的Go语言文件,这棵抽象语法树中包括当前文件属于的包名、定义的常量、结构体和函数等
源文件——>Token序列——>AST

类型检查
当拿到一组文件的抽象语法树之后,Go语言的编译器会检查语法树中定义和使用的类型,类型检查会按照以下顺序分别验证和处理不同类型的节点:

  1. 常量、类型、函数名及其类型
  2. 变量的赋值和初始化
  3. 函数和闭包的主体
  4. 哈希表键值对的类型
  5. 导入函数体
  6. 外部声明

所有类型错误和不匹配会在该阶段暴露出来,包括结构体对接口的实现
类型检查不止会验证节点类型,还会展开和改写一些内置函数,例如make关键字在该阶段会根据子树的结构被替换成runtime.makechan、runtime.makeslice、runtime.makemap等函数

中间代码生成
当我们将源文件转换成了抽象语法树、对整棵树的语法进行解析和类型检查之后,就可以认为当前文件的代码不存在语法错误类型错误了。Go语言的编译器就会将输入的抽象语法树转换成中间代码。
在类型检查之后,编译器编译整个Go语言项目中的全部函数,这些函数会在一个编译队列中等待几个Goroutine的消费,并发执行Goroutine会将所有函数对应的抽象语法树转换成中间代码。
函数——>队列——>Goroutine——>中间代码
Go语言编译器的中间代码使用SSA特性,在该阶段分析处代码中的无用变量和片段并对代码进行优化。

机器码生成
Go语言源代码目录中包含了很多机器码生成相关的包,不同CPU使用不同的包生成机器码。

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