Go 是怎么使用 Go 来编译自身的

第一步：all.bash

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% cd $GOROOT/src

% ./all.bash

第一步有些突兀，因为 all.bash 仅仅调用了其它两个 shell 脚本；make.bash 和 run.bash。如果你在使用 Windows 或 Plan 9，过程是一样的，只是脚本扩展名变成了.bat 或.rc。对于本文中的其它脚本，请根据你的系统适当改动。

第二步：make.bash

. ./make.bash --no-banner

main.bash 来源于 all.bash，因此调用退出将正确终止便宜进程。main.bash 有三个主要工作，第一个是验证编译 Go 的环境是否完整。完整性检查在过去几年中建立，它通常尝试避免使用已知的破损工具或必然失败的环境进行编译。

第三步. cmd/dist

gcc -O2 -Wall -Werror -ggdb -o cmd/dist/dist -Icmd/dist cmd/dist/*.c

一旦可用性检查完毕，make.bash 将编译产生 cmd/dist,cmd/dist取代了之前存在于Go 1 之前的Makefile 编译系统。cmd/dist用来管理少量的pkg/runtime的代码生成。cmd/dist 是C语言编写的程序，能够充分利用系统C编译器和头文件来处理大部分主机系统平台的检测。cmd/dist通常用来检测主机的操作系统和体系结构,即环境变量$GOHOSTOS和$GOHOSTARCH .如果是交叉编译的话，变量 $GOOS和$GOARCH可能会由于你的设置而不同。事实上,Go 通常用作跨平台编译器，只不过多数情况下，主机和目标系统一致而已。接下来，make.bash 调用cmd/dist 的引导参数的支持库、 lib9、 libbio 和 libmach，使用编译器套件，然后用自己的编译器进行编译。这些工具也是用 C 语言写的中，但是由系统 C 编译器编译产生。

echo "# Building compilers and Go bootstrap tool for host, $GOHOSTOS/$GOHOSTARCH."

buildall="-a"

if [ "$1" = "--no-clean" ]; then

buildall=""

fi

./cmd/dist/dist bootstrap $buildall -v # builds go_bootstrap

使用的编译器套件 cmd/dist 编译产生一个版本的gotool，go_bootstrap。但go_bootstrap并不是完整得gotool，比方说 pkg/net 就是孤立的，避免了依赖于 cgo。要编译的文件的列表以及它们的依赖项，是由cmd/dist编译的 ，所以十分谨慎地避免引入新的生成依赖项 到 cmd/go。

第四步：go_bootstrap

现在， go_bootstrap 编译完成了，make.bash 的最后一部就是使用 go_bootstrap 完成 Go 标准库的编译，包括整套 gotool 的替换版。

echo "# Building packages and commands for $GOOS/$GOARCH."

"$GOTOOLDIR"/go_bootstrap install -gcflags "$GO_GCFLAGS" \

-ldflags "$GO_LDFLAGS" -v std

第五步：run.bash

现在，make.bash 完成了，运行回到了 all.bash，它将引用 run.bash。run.bash 的工作是编译和测试标准库，运行时以及语言测试套件。

bash run.bash --no-rebuild

使用 --no-rebuild 标识是因为 make.bash 和 run.bash 可能都调用了 go install -a std，这样可以避免重复，--no-rebuild 跳过了第二个 go install。

# allow all.bash to avoid double-build of everything

rebuild=true

if [ "$1" = "--no-rebuild" ]; then

shift

else

echo '# Building packages and commands.'

time go install -a -v std

echo

fi

第六步：go test -a std

echo '# Testing packages.'

time go test std -short -timeout=$(expr 120 \* $timeout_scale)s

echo

下一步 run.bash z则是对标准库中的所有包进行单元测试，这是使用 testing 包编写的。由于 $GOPATH 和 $GOROOT 中的代码存在于同一个命名空间中，我们不能使用 go test，这可能会测试 $GOPATH 中的所有包，所以将创建别名std来标识标准库中的包。由于有些测试需要很长时间，或耗用大量内存，测试将会通过 -short 标识将其过滤。

第七步 runtime 和 cgo 测试

run.bash的下一节将运行大量对cgo支持的平台测试，运行一些季春测试，编译 Go 附带的一些杂项程序。随着时间的推移，这份杂项程序列表已经变长了，当它们发现自己并不包含在编译过程中时，沉默将不可避免的被打破。

第八步： go run test

(xcd ../test

unset GOMAXPROCS

time go run run.go

) || exit $?

run.bash的倒数第二步调用了$GOROOT目录下test文件夹中的编译器和运行时测试。这其中有描述编译器和运行时本身的低层级测试。而子目录 test/bugs 及 test/fixedbugs 中的测试对已知问题和已解决问题进行特别的测试。所有测试的测试驱动器是 $GOROOT/test/run.go，该程序很小，它调用test文件夹中的每个.go 文件。有些 .go 文件在首行上描述了预期的运行结果，例如，程序失败或是放出特定的输出队列。

第九步go tool api

echo '# Checking API compatibility.'

go tool api -c $GOROOT/api/go1.txt,$GOROOT/api/go1.1.txt \

-next $GOROOT/api/next.txt -except $GOROOT/api/except.txt

run.bash的最后一部将调用API工具，API工具的作用是执行 Go 1 约定；导出的符号，常数，函数，变量，类型和方法组成2012年确认的 Go 1 API。Go 1 写在 api/go1.txt 文件，而 Go 1.1 则写在 api/go1.1.txt文件中。另一个额外的文件，api/next.txt 描述了G 1.1自后添加到标准库和运行时中的符号。当 Go 1.2 发布时，这个文件将会成为 Go 1.2 的约定，另一个新的 next.txt 文件也将被创建。这里还有一个小文件，except.txt，它包括 Go 1 约定中被批准的扩展。对文件的增添总是小心翼翼的。

如何在golang 中调用c的静态库或者动态库

Cgo 使得Go程序能够调用C代码. cgo读入一个用特别的格式写的Go语言源文件, 输出Go和C程序, 使得C程序能打包到Go语言的程序包中.

举例说明一下. 下面是一个Go语言包, 包含了两个函数 -- Random 和 Seed -- 是C语言库中random和srandom函数的马甲.

package rand

/*

#include stdlib.h

*/ import "C" func Random() int { return int(C.random()) } func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

我们来看一下这里都有什么内容. 开始是一个包的导入语句.

rand包导入了"C"包, 但你会发现在Go的标准库里没有这个包. 那是因为C是一个"伪包", 一个为cgo引入的特殊的包名, 它是C命名空间的一个引用.

rand 包包含4个到C包的引用: 调用 C.random和C.srandom, 类型转换 C.uint(i)还有引用语句.

Random函数调用libc中的random函数, 然后回返结果. 在C中, random返回一个C类型的长整形值, cgo把它轮换为C.long. 这个值必需转换成Go的类型, 才能在Go程序中使用. 使用一个常见的Go类型转换:

func Random() int { return int(C.random()) }

这是一个等价的函数, 使用了一个临时变量来进行类型转换:

func Random() int { var r C.long = C.random() return int(r) }

Seed函数则相反. 它接受一个Go语言的int类型, 转换成C语言的unsigned int类型, 然后传递给C的srandom函数.

func Seed(i int) { C.srandom(C.uint(i)) }

需要注意的是, cgo中的unsigned int类型写为C.uint; cgo的文档中有完整的类型列表.

这个例子中还有一个细节我们没有说到, 那就是导入语句上面的注释.

/*

#include stdlib.h

*/ import "C"

Cgo可以识别这个注释, 并在编译C语言程序的时候将它当作一个头文件来处理. 在这个例子中, 它只是一个include语句, 然而其实它可以是使用有效的C语言代码. 这个注释必需紧靠在import "C"这个语句的上面, 不能有空行, 就像是文档注释一样.

Strings and things

与Go语言不同, C语言中没有显式的字符串类型. 字符串在C语言中是一个以0结尾的字符数组.

Go和C语言中的字符串转换是通过C.CString, C.GoString,和C.GoStringN这些函数进行的. 这些转换将得到字符串类型的一个副本.

下一个例子是实现一个Print函数, 它使用C标准库中的fputs函数把一个字符串写到标准输出上:

package print // #include stdio.h // #include stdlib.h import "C" import "unsafe" func Print(s string) { cs := C.CString(s) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) C.free(unsafe.Pointer(cs)) }

在C程序中进行的内存分配是不能被Go语言的内存管理器感知的. 当你使用C.CString创建一个C字符串时(或者其它类型的C语言内存分配), 你必需记得在使用完后用C.free来释放它.

调用C.CString将返回一个指向字符数组开始处的指错, 所以在函数退出前我们把它转换成一个unsafe.Pointer(Go中与C的void 等价的东西), 使用C.free来释放分配的内存. 一个惯用法是在分配内存后紧跟一个defer(特别是当这段代码比较复杂的时候), 这样我们就有了下面这个Print函数:

func Print(s string) { cs := C.CString(s) defer C.free(unsafe.Pointer(cs)) C.fputs(cs, (*C.FILE)(C.stdout)) }

构建 cgo 包

如果你使用goinstall, 构建cgo包就比较容易了, 只要调用像平常一样使用goinstall命令, 它就能自动识别这个特殊的import "C", 然后自动使用cgo来编译这些文件.

如果你想使用Go的Makefiles来构建, 那在CGOFILES变量中列出那些要用cgo处理的文件, 就像GOFILES变量包含一般的Go源文件一样.

rand包的Makefile可以写成下面这样:

include $(GOROOT)/src/Make.inc

TARG=goblog/rand

CGOFILES=\ rand.go\ include $(GOROOT)/src/Make.pkg

然后输入gomake开始构建.

更多 cgo 的资源

cgo的文档中包含了关于C伪包的更多详细的说明, 以及构建过程. Go代码树中的cgo的例子给出了更多更高级的用法.

一个简单而又符合Go惯用法的基于cgo的包是Russ Cox写的gosqlite. 而Go语言的网站上也列出了更多的的cgo包.

最后, 如果你对于cgo的内部是怎么运作这个事情感到好奇的话, 去看看运行时包的cgocall.c文件的注释吧.

Makefile简介

就像dockerfile之于docker，makefile之于make.....

make命令执行时，需要一个makefile文件，以告诉make命令需要怎么样的去编译和链接程序。

你在命令行敲一个make，会自动去寻找目录下的makefile文件并执行。

可能你在C程序中见到的比较多，但是其实其他语言也是可以用到。

makefile内部是你根据makefile语法规则，自己编写的一条条shell命令等。

target

可以是一个object file（目标文件），也可以是一个执行文件，还可以是一个标签（label）。对于标签这种特性，在后续的“伪目标”章节中会有叙述。

prerequisites

生成该target所依赖的文件和/或target,没有就不需要写

command

该target要执行的命令（任意的shell命令）

下面我们看一个在 golang 中的应用例子

这里执行的任务就是本地编译，把得到的二进制可执行文件用upx压缩之后通过rsync传到服务器，

然后重启服务器的supervisor使程序重启，最后删除本地生成的可执行文件。

这一系列的任务，在makefile编写完成之后，只需要执行一句

make test

就可以完成一系列任务，非常方便。

这里需要注意的几个地方：

.PHONY

.PHONY: build clean tool lint help

其作用是声明 build / clean / tool / lint / help 为伪目标，声明为伪目标会怎么样呢？

声明为伪目标后：在执行对应的命令时，make 就不会去检查是否存在 build / clean / tool / lint / help 其对应的文件，而是每次都会运行标签对应的命令

若不声明：恰好存在对应的文件，则 make 将会认为 xx 文件已存在，没有重新构建的必要了

@

如果你执行 make 会发现，makefile中的每条命令都被打印到shell标准输出中，为什么？

因为make默认就是这么设置的，默认先打印每条命令再执行，这叫 echo

在命令前加@作用就是不让你这条命令打印到标准输出。

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