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Google公布实现Go 1.5自举的计划

2015-01-19 12:39 InfoQ


Google最近公布了实现Go 1.5自举(Bootstrap)的计划。相关文档的作者是Go核心开发者Russ Cox,他在Go语言上已经耕耘了接近6年。据Russ介绍,Google就“如何从Go源码树中去除所有的C程序”已经酝酿了一年。


自举(Bootstrapping) 是这样的过程,“用要编译的目标编程语言编写其编译器(或汇编器)”。一般而言,自举有几个优势,比如:


用于测试被自举的语言;


支持使用通常更为高级、提供更多高级抽象的语言来编写编译器;


编译器也可以得益于语言层面的任何改进。


如前所述,Google在一年前就开始了从Go源码树中去除C代码的努力,转换计划分为5个步骤:


第1阶段——开发一个从C语言到Go语言的翻译器,将现有的C编译器翻译成Go语言的。这一阶段利用了一个事实:原来的编译器没有大量使用一些很难移植到Go语言的特性,比如宏、联合和指针运算等。


第2阶段——转换编译器的源码树,得到一个Go语言的编译器,但是比较原始,而且是C风格的。


第3阶段——将前面得到的编译器转换为符合Go语言习惯的程序,主要通过识别包,添加文档和单元测试实现。


第4阶段——优化编译器,解决编译器和CPU的内存使用问题,可能引入并行化。此外,尝试在今天使用的不依赖架构的无序树(Node*s)和依赖架构的有序列表(Prog*s)之间引入一个新的中间表示,目的是改进编译器在消除冗余的nil检查和边界检查等情况下的优化能力。


第5阶段——用最新版的go/parsergo/types替换前端。


Russ提到,他们还考虑了一些替代方案,不过基于各种因素都排除了,在一年前的这份文档中都有描述。


Go的自举


编译器的自举通常会引发“先有鸡还是先有蛋”的问题,必须提供一种方式来编译我们要创建的语言。


Go的情况是,要构建Go 1.5,必须先安装Go 1.4或更高版本,然后使用现有的Go工具链创建Go 1.5工具链的一个基本版本。一旦有了(Go 1.4)编译的Go 1.5工具链,就可以再用它来构建自身了,可以进一步用它构建go_bootstrap和其余的标准库和标准组件。这个过程加入了一个中间步骤——生成的工具链再被用于构建其自身,它可以应用于未来的任何Go版本。


为进一步了解Go实现自举的计划,InfoQ采访了Russ。


InfoQ:实现自举看上去是Go语言的一个很大的里程碑。在语言的演进过程中,为什么决定在这个阶段做这个事情呢,可以详细介绍一下吗?


Go是一门不错的通用语言,但在设计时考虑的适用场合是编写大规模、高并发的服务端软件,就像运行在Google的服务器上的那些。如果更早实现自举,Go编译器就是第一个大型的Go语言程序,这对语言设计存在不利影响,会让我们远离真正的目标。


没有更早实现自举,还有一些技术原因,比如可移植性,从源代码编译比自举更容易,而且我们也能尽早有一个稳定的编译器实现。


InfoQ:使用Go来构建Go,与使用C相比,你认为对哪些具体领域有较为明显的改进?


Ken Thompson曾经对我说,用Go编写程序感觉比用C更简单。一个原因是,Go消除了好几类常见的C bug,比如悬挂指针、内存泄漏、缓冲区溢出、深度递归时的栈溢出、误用void*和意外的数值转换等。


与任何标准的C工具链相比,标准的Go工具链对模块化、单元测试和性能分析支持更好,不过让我最兴奋的是在修改内部API或重构时,应用自动化程序重写(如gofix)的前景。


InfoQ:在“Go 1.3+ Compiler Overhaul”这篇文档中,你描述了分5个步骤将现有的编译器从C迁移到Go的过程。请问到目前为止,已经完成了哪些步骤了?其余步骤打算何时完成?


对Go项目而言,将语言的运行时从C转换到Go更为重要,所以我们先做了这个。现在我们正回到编译器。


从文档角度看,我们目前处于第2阶段。翻译器已经完成,而且帮助我们转换了运行时。我们正在将其应用于编译器。我们希望完成Go 1.5编译器的转换。清理工作会在Go 1.5之后的项目中进行。


 
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