Golang 编译器代码浅析
  • 0. Golang 编译器代码浅析
  • 1. golang 编译器 - 前言
    • 1.1 编译器简介
    • 1.2 Golang 编译器
    • 1.3 Go 语言版本
    • 1.4 项目设置
    • 1.5 约定
    • 1.6 写作目的
  • 2. golang 编译器 - 词法分析
    • 2.1 简介
    • 2.2 代码结构
    • 2.3 处理字符
    • 2.4 扫描Token
    • 2.5 总结
  • 3.a 语法分析理论知识
    • 3A.1 语法分析简介
    • 3A.2 文法
    • 3A.3 语法解析
    • 3A.3.1 自顶向下(Top-Down)
    • 3A.3.2 自顶向下 - 递归下降
    • 3A.3.3 自顶向下 - LL(1)文法
    • 3A.3.4 自底向上(Bottom-Up)
    • 3A.3.5 自底向上 - LR(0)项集及SLR预测表
    • 3A.3.6 自底向上 - LR(1)、LALR
    • 3A.4 语法分析工具
    • 3A.5 总结
  • 3B. golang 编译器 - 语法分析
    • 3B.1 简介
    • 3B.2 代码结构
    • 3B.3 数据结构
    • 3B.4 构造语法树
    • 3B.5 Unit Test及AST可视化
  • 4. Golang 编译器 - 类型检查
    • 4.1 简介
    • 4.2 代码结构
    • 4.3 符号解析
    • 4.4.1 数据结构 - 作用域
    • 4.4.2 数据结构 - Package
    • 4.4.3 数据结构 - Object 对象
    • 4.4.4-1 类型数据结构 - 简介
    • 4.4.4-2 类型接口
    • 4.4.4-3 基础类型
    • 4.4.4-4 内置复合类型
    • 4.4.4-5 Struct 类型
    • 4.4.4-6 Interface 类型
    • 4.4.4-7 Named 类型
    • 4.4.4-8 Tuple 类型
    • 4.4.4-9 Sum 类型
    • 4.4.4-10 Function & Method 类型
    • 4.4.4-11 泛型类型
    • 4.4.4-12 类型的等价规则
    • 4.4.4-13 类型的比较规则
    • 4.4.4-14 总结
    • 4.4.5 类型检查器
    • 4.4.6 总结
    • 4.5.1 类型检查逻辑 - 包加载器
    • 4.5.2 类型检查逻辑 - 初始化
    • 4.5.2-1 全局作用域
    • 4.5.2-2 类型检查器
    • 4.5.3 类型检查逻辑 - 流程分析
    • 4.5.3-1.1 总体流程
    • 4.5.3-1.2 类型检查准备工作
    • 4.5.3-1.3 类型检查核心逻辑
    • 4.5.3-1.3a 总体介绍
    • 4.5.3-1.3b 类型表达式的类型检查
    • 4.5.3-1.3c 求值表达式的类型检查
    • 4.5.3-1.3d 类型兼容性检查
    • 4.5.3-1.3e 处理delayed队列
    • 4.5.3-1.4 构建初始化顺序
    • 4.5.3-1.5 总结
    • 4.5.3-2 特定问题分析
    • 4.5.3-2a 对象循环依赖检查
    • 4.5.3-2b 方法与属性查找
    • 4.5.3-2c Underlying Type
    • 4.6 如何测试
    • 4.7 总结
  • 5. Golang 编译器 - IR Tree
    • 5.1 简介
    • 5.2 代码结构
    • 5.3 数据结构
    • 5.4 处理逻辑
    • 5.5 编译日志
    • 5.6 Unit Test
    • 5.7 总结
  • 6. golang 编译器 - 初始化任务
    • 6.1 简介
    • 6.2 代码结构
    • 6.3 总体逻辑
    • 6.4 赋值语句
    • 6.5 编译日志
    • 6.6 Unit Test
    • 6.7 总结
  • 7. golang 编译器 - 清除无效代码
    • 7.1 简介
    • 7.2 处理逻辑
    • 7.3 Unit Test
  • 8. golang 编译器 - Inline
    • 8.1 简介
    • 8.2 Inline的问题
    • 8.3 代码结构
    • 8.4 处理逻辑
    • 8.4.1 遍历调用链
    • 8.4.2 内联判断
    • 8.4.3 内联操作
    • 8.4.4 编译日志
    • 8.4.5 Unit Test
    • 8.4.6 总结
  • 9. golang 编译器 - 逃逸分析
    • 9.1 什么是逃逸分析
    • 9.2 Go 的逃逸分析
    • 9.3 算法思路
    • 9.4 代码结构
    • 9.5 处理逻辑
    • 9.5.1总体逻辑
    • 9.5.2 数据结构
    • 9.5.3 构建数据流有向图
    • 9.5.4 逃逸分析
    • 9.6 编译日志
    • 9.7 Unit Test
    • 9.8 总结
  • 10. golang 编译器 - 函数编译及导出
    • 10.1 简介
    • 10.2 编译函数
    • 10.2.1 SSA
    • 10.2.2 ABI
    • 10.2.3 并发控制
    • 10.3 导出对象文件
    • 10.4 总结
  • 11. Golang 编译器 - 写在最后
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  1. 4. Golang 编译器 - 类型检查

4.4.1 数据结构 - 作用域

作用域是编程语言的一个重要课题,go 语言采用的是静态作用域,即词法作用域。在编译器内部,根据作用域范围从大到小将其划分为:

  1. 全局作用域,该作用域内的对象在任何地方都可以访问,编译器中叫 Universe

  2. 包作用域

  3. 文件作用域,该作用域只在编译器内部使用,语言层面没有体现

  4. 块作用域,简单说即 {} 包围起来的代码片段,例如函数体、控制语句块(例如 if, for 等内部)

编译器采用树形结构来管理作用域,对应的数据结构定义在文件 $GCROOT/compile/internal/types2/scope.go 中:

type Scope struct {
    parent   *Scope            // 当前作用域的父作用域
    children []*Scope          // 当前作用域的子作用域
    elems    map[string]Object // 当前作用域所包含的符号对象,key 是符号名称
    pos, end syntax.Pos        // 作用域位置信息
    comment  string            // for debugging only
    isFunc   bool              // set if this is a function scope (internal use only)
}

Scope 定义了插入与查找符号的方法:

func (s *Scope) Lookup(name string) Object                                 { /* 忽略函数体 */ }
func (s *Scope) LookupParent(name string, pos syntax.Pos) (*Scope, Object) { /* 忽略函数体 */ }
func (s *Scope) Insert(obj Object) Object                                  { /* 忽略函数体 */ }

Lookup 仅在本作用域内查找符号, LookupParent 则从当前作用域开始,顺着父作用域一直查找,这两个方法是进行符号解析的 API。 elems 用来存放当前作用域内名字到符号对象的映射,符号对象是实现了 Object 接口的结构,在后续会专门介绍。

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