万字长文详解 Go 程序是怎样跑起来的？ _Go语言

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作者 | qcrao
责编 | 屠敏
出品 | CSDN博客
刚开始写这篇文章的时候，目标非常大，想要探索 Go 程序的一生：编码、编译、汇编、链接、运行、退出。它的每一步具体如何进行，力图弄清 Go 程序的这一生。
在这个过程中，我又复习了一遍《程序员的自我修养》。这是一本讲编译、链接的书，非常详细，值得一看！数年前，我第一次看到这本书的书名，就非常喜欢。因为它模仿了周星驰喜剧之王里出现的一本书 ——《演员的自我修养》。心向往之！
在开始本文之前，先推荐一位头条大佬的博客——《面向信仰编程》，他的 Go 编译系列文章，非常有深度，直接深入编译器源代码，我是看了很多遍了。博客链接可以从参考资料里获取。
理想很大，实现的难度也是非常大。为了避免砸了“深度解密”这个牌子，这次起了个更温和的名字。
下面是文章的目录：

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1.引入我们从一个 HelloWorld 的例子开始：
package main import "fmt"funcmain{fmt.Println("hello world")}当我用我那价值 1800 元的 cherry 键盘潇洒地敲完上面的 hello world 代码时，保存在硬盘上的 hello.go 文件就是一个字节序列了，每个字节代表一个字符。
用 vim 打开 hello.go 文件，在命令行模式下，输入命令：
:%!xxd就能在 vim 里以十六进制查看文件内容：

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最左边的一列代表地址值，中间一列代表文本对应的 ASCII 字符，最右边的列就是我们的代码。再在终端里执行 man ascii：

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和 ASCII 字符表一对比，就能发现，中间的列和最右边的列是一一对应的。也就是说，刚刚写完的 hello.go 文件都是由 ASCII 字符表示的，它被称为文本文件，其他文件被称为二进制文件。
当然，更深入地看，计算机中的所有数据，像磁盘文件、网络中的数据其实都是一串比特位组成，取决于如何看待它。在不同的情景下，一个相同的字节序列可能表示成一个整数、浮点数、字符串或者是机器指令。
而像 hello.go 这个文件，8 个 bit，也就是一个字节看成一个单位（假定源程序的字符都是 ASCII 码），最终解释成人类能读懂的 Go 源码。
Go 程序并不能直接运行，每条 Go 语句必须转化为一系列的低级机器语言指令，将这些指令打包到一起，并以二进制磁盘文件的形式存储起来，也就是可执行目标文件。
从源文件到可执行目标文件的转化过程：

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完成以上各个阶段的就是 Go 编译系统。你肯定知道大名鼎鼎的 GCC（GNU Compile Collection），中文名为 GNU 编译器套装，它支持像 C，C++，JAVA，Python，Objective-C，Ada，Fortran，Pascal，能够为很多不同的机器生成机器码。
可执行目标文件可以直接在机器上执行。一般而言，先执行一些初始化的工作；找到 main 函数的入口，执行用户写的代码；执行完成后，main 函数退出；再执行一些收尾的工作，整个过程完毕。
在接下来的文章里，我们将探索编译和运行的过程。
2.编译链接概述
Go 源码里的编译器源码位于 src/cmd/compile 路径下，链接器源码位于 src/cmd/link 路径下。
编译过程
我比较喜欢用 IDE（集成开发环境）来写代码， Go 源码用的 Goland，有时候直接点击 IDE 菜单栏里的“运行”按钮，程序就跑起来了。这实际上隐含了编译和链接的过程，我们通常将编译和链接合并到一起的过程称为构建（Build）。
编译过程就是对源文件进行词法分析、语法分析、语义分析、优化，最后生成汇编代码文件，以 .s 作为文件后缀。
之后，汇编器会将汇编代码转变成机器可以执行的指令。由于每一条汇编语句几乎都与一条机器指令相对应，所以只是一个简单的一一对应，比较简单，没有语法、语义分析，也没有优化这些步骤。
编译器是将高级语言翻译成机器语言的一个工具，编译过程一般分为 6 步：扫描、语法分析、语义分析、源代码优化、代码生成、目标代码优化。下图来自《程序员的自我