Golang编译器介绍

2020-01-28 13:20:45王旭

在此阶段,AST 将被转换为 静态单赋值(Static Single Assignment)(SSA)形式,这是一种具有特定属性的低级 中间表示法(intermediate representation),可以更轻松地实现优化并最终从它生成机器码。
在这个转换过程中,将完成 内置函数(function intrinsics)的处理。这些是特殊的函数,编译器被告知逐个分析这些函数并决定是否用深度优化的代码替换它们(译注:内置函数指由语言本身定义的函数,通常编译器的处理方式是使用相应实现函数的指令序列代替对函数的调用指令,有点类似内联函数)。
在 AST 转化成 SSA 的过程中,特定节点也被低级化为更简单的组件,以便于剩余的编译阶段可以基于它们工作。例如,内建的拷贝被替换为内存移动,range 循环被改写为 for 循环。由于历史原因,目前这里面有些在转化到 SSA 之前发生,但长期计划则是把它们都移到这里(转化 SSA)。
然后,一系列机器无关的规则和编译环节会被执行。这些并不考虑特定计算机体系结构,因此对所有 GOARCH 变量的值都会运行。
这类通用的编译环节的一些例子包括,死代码消除、移除不必要的空值检查,以及移除无用的分支等。通用改写规则主要考虑表达式,例如将一些表达式替换为常量,优化乘法和浮点操作。

4、生成机器码

cmd/compile/internal/ssa(SSA 低级化和架构特定的环节) cmd/internal/obj(机器码生成)

编译器中机器相关的阶段开始于“低级”的编译环节,该阶段将通用变量改写为它们的特定的机器码形式。例如,在 amd64 架构中操作数可以在内存中操作,这样许多 加载-存储(load-store)操作就可以被合并。
注意低级的编译环节运行所有机器特定的重写规则,因此当前它也应用了大量优化。
一旦 SSA 被“低级化”并且更具体地针对目标体系结构,就要运行最终代码优化的编译环节了。这包含了另外一个死代码消除的环节,它将变量移动到更靠近它们使用的地方,移除从来没有被读过的局部变量,以及 寄存器(register)分配。
本步骤中完成的其它重要工作包括 堆栈布局(stack frame layout),它将堆栈偏移位置分配给局部变量,以及 指针活性分析(pointer liveness analysis),后者计算每个垃圾收集安全点上的哪些堆栈上的指针仍然是活动的。
在 SSA 生成阶段结束时,Go 函数已被转换为一系列 obj.Prog 指令。它们被传递给汇编程序(cmd/internal/obj),后者将它们转换为机器码并输出最终的目标文件。目标文件还将包含反射数据,导出数据和调试信息。

总结

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