Go语言程序的运行前引导过程分析
本篇目录
说明
简单探究下 Go 语言程序的引导过程，这里只进行粗略的分析，理清的大概的脉络。受到知识水平和可投入时间的限制，细节部分可能有偏差。
从编译链接过程推导
C/C++ 语言编译分为编译和连接两步，第一步是把单个代码文件翻译成二进制，第二步是将多个二进制组装成可执行文件。Go 语言程序的编译过程整体上也可以分为这两步（内部分为更多步骤）。
下面以一个空 main 函数为例，用这段代码编译得到的程序是一开始就从 main 开始执行的吗？
// main_empty.go
package main
func main() {
}
答案是 No。表面上给编码人员呈现的效果是从 main 开始执行的，实际上前面还有一段复杂引导过程，main 不是最早的执行入口。需要逐步理解这个问题：
第一步：编译成.obj 文件
go 命令自带的 compile 编译器将输入的 .go 文件编译成 obj 文件：
$ go tool compile main_empty.go
$ file main_empty.o // 编译得到 .o 文件
main_empty.o: current ar archive
compile 编译时到 $GOROOT/pkg/$GOOS_$GOARCH 中查找代码中的 import 的代码对应的链接库。 go 默认提供的静态链接库都放置在这个目录下：
$ ls -F $GOROOT/pkg/darwin_amd64
archive/ database/ go/ internal/ mime.a reflect.a sync/ unicode.a
bufio.a debug/ hash/ io/ net/ regexp/ sync.a vendor/
bytes.a encoding/ hash.a io.a net.a regexp.a syscall.a
compress/ encoding.a html/ log/ os/ runtime/ testing/
container/ errors.a html.a log.a os.a runtime.a testing.a
context.a expvar.a image/ math/ path/ sort.a text/
crypto/ flag.a image.a math.a path.a strconv.a time.a
crypto.a fmt.a index/ mime/ plugin.a strings.a unicode/
第二步：连接成可执行文件
go 命令自带的 link 链接器自动目标文件 obj 文件以及它依赖的 obj 文件组装成可执行文件：
$ go tool link -o main_empty.out main_empty.o
$ file main_fmt.out // 链接后得到可执行文件
main_fmt.out: Mach-O 64-bit executable x86_64
go 编译链接时动的手脚
go 在编译和链接时，动了一些手脚。它编译出来的 obj 文件默认依赖 runtime.a，即使没有引用任何代码库，如同上面的空 main，编译得到的 obj 文件也会依赖一个 runtime.a 文件。
用 link 查看 obj 文件的依赖：
$ go tool link -dumpdep main_empty.o
_ -> _rt0_amd64_darwin
_rt0_amd64_darwin -> _rt0_amd64
_rt0_amd64 -> runtime.rt0_go
runtime.rt0_go -> runtime.g0
runtime.rt0_go -> runtime.isIntel
runtime.rt0_go -> runtime.lfenceBeforeRdtsc
runtime.rt0_go -> runtime.processorVersionInfo
runtime.rt0_go -> _cgo_init
runtime.rt0_go -> setg_gcc
...省略...
可以看到依赖的大量的 runtime.XX，runtime 中的隐藏着真正的执行入口。
查阅 runtime 代码
如果安装的带源代码的 go，runtime 代码在 go 的安装目录中（或者到 github 上查看 runtime：
$ ls $GOROOT/src/runtime/
...省略大量代码...
runtime 中有很多个 .s 结尾的汇编代码，这些汇编代码才是真正的入口，它们分别对应不同 cpu 架构：
从汇编代码到 main
汇编代码的执行逻辑没有完全搞明白 asm_amdd64.s，结合从其它资料看到的内容，推测出这些汇编代码最终会触发 runtime/proc.go:main 的执行：
//go:linkname main_main main.main
func main_main()
...省略...
// The main goroutine.
func main() {
g := getg()
...省略...
fn := main_main // make an indirect call, as the linker doesn't know the address of the main package when laying down the runtime
fn()
...省略...
main_main 即 main.main，是 package main 中的 main 函数。
汇编引导代码详细分析
这部分涉及到操作系统的程序加载过程，需要熟读汇编代码和 CPU 指令，以后有时间再研究…
参考
