Golang源碼探索(一) 編譯和調試源碼(轉)

GO能夠說是近幾年最熱門的新興語言之一了, 通常人看到分佈式和大數據就會想到GO,
這個系列的文章會經過研究golang的源代碼來分析內部的實現原理,
和CoreCLR不一樣的是, golang的源代碼已經被不少人研究過了, 我將會着重研究他們未提到過的部分.

另外一點和CoreCLR不一樣的是, golang的源代碼很是易懂, 註釋也很是的豐富,
很明顯Google的工程師在寫代碼的時候有考慮其餘人會去看這份代碼.

儘管代碼很是易懂, 研究它們仍是須要實際運行和調試才能獲得更好的理解,
這個系列分析的golang源代碼是Google官方的實現的1.9.2版本, 不適用於其餘版本和gccgo等其餘實現,
運行環境是Ubuntu 16.04 LTS 64bit.

編譯golang源代碼

go的源代碼是用go寫的, 編譯也須要一個可運行的go.
首先咱們從官網下載源代碼和二進制文件.

go1.9.2.src.tar.gz
go1.9.2.linux-amd64.tar.gz

注意兩個壓縮包解壓出來文件夾名稱都是go, 咱們解壓到如下目錄:

源代碼: ~/git_go/go_src
二進制: ~/git_go/go_bin

編譯go以前須要設置環境變量,
GOROOT_BOOTSTRAP是go二進制文件夾的所在目錄,
GO_GCFLAGS是編譯go時使用的參數.

export GOROOT_BOOTSTRAP=~/git_go/go_bin export GO_GCFLAGS="-N -l"

這裏的-N參數表明禁止優化, -l參數表明禁止內聯, go在編譯目標程序的時候會嵌入運行時(runtime)的二進制,
禁止優化和內聯可讓運行時(runtime)中的函數變得更容易調試.

都準備好之後就能夠進入go的源代碼文件夾執行all.bash編譯了:

編譯的結果在~/git_go/go_src/bin下:

調試golang源代碼

以前CoreCLR的系列中我使用了lldb, 在這個系列中我繼續沿用這個調試器.
這個系列中使用的是lldb 4.0.

以如下源代碼(hello.go)爲例:

package main import ( "fmt" "time" ) func printNumber(from, to int, c chan int) { for x := from; x <= to; x++ { fmt.Printf("%d\n", x) time.Sleep(1 * time.Millisecond) } c <- 0 } func main() { c := make(chan int, 3) go printNumber(1, 3, c) go printNumber(4, 6, c) _, _ = <- c, <- c }

編譯源代碼使用如下命令, 這裏的-l參數的意思和上面同樣, 若是有須要還能夠加-N參數:

~/git_go/go_src/bin/go build -gcflags "-l" hello.go

編譯後使用lldb運行:

lldb ./hello

go裏面的函數符號名稱的命名規則是包名稱.函數名稱, 例如主函數的符號名稱是main.main, 運行時中的newobject的符號名稱是runtime.newobject.
首先給主函數下一個斷點而後運行:

能夠看到成功的進入了主函數, 而且有源代碼提示.
接下來給按文件名和行數來下斷點:

而後查看函數的彙編代碼:

關於lldb的命令能夠查看這篇文檔.
在我使用的環境中lldb能夠正常的下斷點, 步進和步過go代碼或者彙編指令,
但打印變量輸出的值有多是錯的, 即便不開啓優化.

雖然打印變量這個功能很差用, 咱們仍然能夠直接讓go輸出咱們想要的值,
例如修改runtime/malloc.go輸出當前環境下arena|spans|bitmap區的大小:

修改後進入src並執行./make.bash, 而後從新編譯目標程序, 運行:

能夠看到當前環境下arena是512G, spans是512M, bitmap是16G.
這個方法雖然比較笨, 可是能夠在任何狀況下輸出咱們想要的值.

此外, go運行時(runtime)的源代碼會包括在目標文件中,
例如你對runtime.newobject下斷點能夠對go自身的源代碼進行調試.

參考連接

https://golang.org
https://golang.org/doc/install/source
https://golang.org/doc/gdb
http://lldb.llvm.org/tutorial.html
http://legendtkl.com/archives

接下來我將分析golang的任務調度機制和三色GC的具體實現, 敬請期待.

 

分類:  Golang源碼探索