Go 編譯器概述

摘要：靜態單賦值階段進行優化：消除死代碼，刪除不使用的分支，替換一些常量表達式等等。對於 if 條件， opt 階段將常量 true 標記爲死代碼，然後刪除：。

本文基於 Go 1.13

Go 編譯器是 Go 生態系統中的一個重要工具，因爲它是將程序構建爲可執行二進制文件的基本步驟之一。編譯器的歷程是漫長的，它先用 C 語言編寫，遷移到 Go，許多優化和清理將在未來繼續發生，讓我們來看看它的高級操作。

階段（phases）

Go 編譯器由四個階段組成，可以分爲兩類：

前端（frontend）：這個階段從源代碼進行分析，並生成一個抽象的源代碼語法結構，稱爲 AST
後端（backend）：第二階段將把源代碼的表示轉換爲機器碼，並進行一些優化。

爲了更好理解每個階段，我們看個簡單的程序：

package main

func main() {
    a := 1
    b := 2
    if true {
        add(a, b)
    }
}

func add(a, b int) {
    println(a + b)
}

解析

第一階段非常簡單，在文檔中有很好的解釋：

在編譯的第一階段，對源代碼進行標記（詞法分析）、解析（語法分析），併爲每個源文件構建語法樹。

lexer 是第一個運行用來標記源代碼的包。下面是上邊例子的標記化輸出：

一旦被標記化，代碼將被解析、構建代碼樹。

AST（抽象語法樹）轉換

可以通過 go tool compile 命令和標誌 -w 展示抽象語法樹的轉換：

此階段還將包括內聯等優化。在我們的示例中，由於我們沒有看到 CALLFUNC 該方法的任何 add 指令，該方法 add 已經內聯。讓我們使用禁用內聯的標誌 -l 再次運行。

AST 生成後，它允許編譯器使用 SSA 表示轉到較低級別的中間表示。

SSA（靜態單賦值）的生成

靜態單賦值階段進行優化：消除死代碼，刪除不使用的分支，替換一些常量表達式等等。

使用 GOSSAFUNC=main Go tool compile main.go && open ssa.html 命令，生成 HTML 文檔的命令將在 SSA 包中完成所有不同的過程，因此可以轉儲 SSA 代碼：

生成的 SSA 位於 “start” 選項卡中：

在這裏，高亮顯示變量 a 和 b 以及 if 條件表達式，將向我們展示這些行是怎麼變化的。這些代碼也向我們描述了編譯器如何管理 println 函數，該函數被分解爲 4 個步驟：printlock、printint、printnl、printunlock。編譯器會自動爲我們添加一個鎖，並根據參數的類型，調用相關的方法來正確輸出。

在我們的示例中，由於編譯時已知 a 和 b ，所以編譯器可以計算最終結果並將變量標記爲不必要的。通過 opt 優化這部分：