设置和使用 gccgo

本文档介绍了如何使用 gccgo，这是一个 Go 语言的编译器。gccgo 编译器是 GCC（一款广泛使用的 GNU 编译器）的一个新前端。尽管前端本身遵循 BSD 风格的许可，但 gccgo 通常作为 GCC 的一部分使用，因此受 GNU 通用公共许可证的约束（该许可证涵盖了作为 GCC 一部分的 gccgo 本身；它不涵盖由 gccgo 生成的代码）。

请注意，gccgo 不是 gc 编译器；有关该编译器的信息，请参阅安装 Go 说明。

发布

安装 gccgo 的最简单方法是安装一个已构建为支持 Go 的 GCC 二进制发行版。GCC 二进制发行版可从各种网站获取，并且通常包含在 GNU/Linux 发行版中。我们预计大多数构建这些二进制发行版的人都会包含 Go 支持。

GCC 4.7.1 版本及之后的所有 4.7 版本都包含一个完整的 Go 1 编译器和库。

由于时间原因，GCC 4.8.0 和 4.8.1 版本接近但并不完全等同于 Go 1.1。GCC 4.8.2 版本包含一个完整的 Go 1.1.2 实现。

GCC 4.9 版本包含一个完整的 Go 1.2 实现。

GCC 5 版本包含 Go 1.4 用户库的完整实现。Go 1.4 运行时并未完全合并，但这应该不会对 Go 程序产生可见影响。

GCC 6 版本包含 Go 1.6.1 用户库的完整实现。Go 1.6 运行时并未完全合并，但这应该不会对 Go 程序产生可见影响。

GCC 7 版本包含 Go 1.8.1 用户库的完整实现。与早期版本一样，Go 1.8 运行时并未完全合并，但这应该不会对 Go 程序产生可见影响。

GCC 8 版本包含 Go 1.10.1 版本的完整实现。Go 1.10 运行时现在已完全合并到 GCC 开发源代码中，并且完全支持并发垃圾回收。

GCC 9 版本包含 Go 1.12.2 版本的完整实现。

GCC 10 版本包含 Go 1.14.6 版本的完整实现。

GCC 11 版本包含 Go 1.16.3 版本的完整实现。

GCC 12 和 13 版本包含 Go 1.18 标准库的完整实现。但是，GCC 尚不支持泛型。

源代码

如果您无法使用发行版，或者倾向于自己构建 gccgo，可以通过 Git 访问 gccgo 源代码。GCC 网站提供了获取 GCC 源代码的说明。gccgo 源代码已包含在内。为了方便起见，Go 支持的稳定版本可以在主 GCC 代码仓库的 devel/gccgo 分支中获取：git://gcc.gnu.org/git/gcc.git。该分支会定期使用稳定的 Go 编译器源代码进行更新。

请注意，尽管 gcc.gnu.org 是获取 Go 前端源代码最方便的方式，但它并非主源代码库。如果您想为 Go 前端编译器贡献更改，请参阅为 gccgo 做贡献。

构建

构建 gccgo 就像构建 GCC 一样，只需一两个额外的选项。请参阅 GCC 网站上的说明。运行 configure 时，添加选项 --enable-languages=c,c++,go（以及您可能想构建的其他语言）。如果您针对的是 32 位 x86，那么您需要将 gccgo 构建为默认支持锁定比较和交换指令；为此，请同时使用 configure 选项 --with-arch=i586（或更新的架构，取决于您希望程序在哪种平台上运行）。如果您针对的是 64 位 x86，但有时想使用 -m32 选项，则使用 configure 选项 --with-arch-32=i586。

Gold

在 x86 GNU/Linux 系统上，gccgo 编译器能够为 goroutine 使用一个小的离散堆栈。这使得程序能够运行更多的 goroutine，因为每个 goroutine 可以使用相对较小的堆栈。这需要使用 gold 链接器版本 2.22 或更高版本。您可以安装 GNU binutils 2.22 或更高版本，或者自己构建 gold。

要自己构建 gold，请构建 GNU binutils，并在运行 configure 脚本时使用 --enable-gold=default。在构建之前，您必须安装 flex 和 bison 包。典型的序列如下所示（您可以将 /opt/gold 替换为您有写入权限的任何目录）

git clone git://sourceware.org/git/binutils-gdb.git
mkdir binutils-objdir
cd binutils-objdir
../binutils-gdb/configure --enable-gold=default --prefix=/opt/gold
make
make install

无论您如何安装 gold，在配置 gccgo 时，请使用选项 --with-ld=GOLD_BINARY。

先决条件

如 GCC 网站上所述，构建 GCC 需要一系列先决条件。在运行 GCC configure 脚本之前安装所有先决条件非常重要。可以使用 GCC 源代码中的脚本 contrib/download_prerequisites 来方便地下载先决条件库。

构建命令

在安装完所有先决条件后，典型的构建和安装序列如下所示（仅当您使用上面描述的 gold 链接器时才使用 --with-ld 选项）

git clone --branch devel/gccgo git://gcc.gnu.org/git/gcc.git gccgo
mkdir objdir
cd objdir
../gccgo/configure --prefix=/opt/gccgo --enable-languages=c,c++,go --with-ld=/opt/gold/bin/ld
make
make install

使用 gccgo

gccgo 编译器与其他 gcc 前端的工作方式相同。从 GCC 5 开始，gccgo 安装还包括一个 go 命令版本，可以用于按照 https://golang.ac.cn/cmd/go 中的说明构建 Go 程序。

不使用 go 命令编译文件

gccgo -c file.go

这将生成 file.o。链接文件以创建可执行文件

gccgo -o file file.o

要运行生成的文件，您需要告诉程序在哪里可以找到已编译的 Go 包。有几种方法可以做到这一点

设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量
```
LD_LIBRARY_PATH=${prefix}/lib/gcc/MACHINE/VERSION
[or]
LD_LIBRARY_PATH=${prefix}/lib64/gcc/MACHINE/VERSION
export LD_LIBRARY_PATH
```
这里的 ${prefix} 是构建 gccgo 时使用的 --prefix 选项。对于二进制安装，这通常是 /usr。使用 lib 还是 lib64 取决于目标。通常 lib64 对于 x86_64 系统是正确的，而 lib 对于其他系统是正确的。其目的是指定找到 libgo.so 的目录。

在链接时传递 -Wl,-R 选项（根据您的系统，请将 lib 替换为 lib64，如果适用）

go build -gccgoflags -Wl,-R,${prefix}/lib/gcc/MACHINE/VERSION
[or]
gccgo -o file file.o -Wl,-R,${prefix}/lib/gcc/MACHINE/VERSION

使用 -static-libgo 选项以静态链接到已编译的包。
使用 -static 选项进行完全静态链接（gc 编译器默认设置）。

选项

gccgo 编译器支持所有与语言无关的 GCC 选项，特别是 -O 和 -g 选项。

-fgo-pkgpath=PKGPATH 选项可用于为正在编译的包设置唯一的前缀。go 命令会自动使用此选项，但如果您直接调用 gccgo，您可能希望使用它。此选项旨在与包含许多包的大型程序一起使用，以便允许多个包使用相同的标识符作为包名。PKGPATH 可以是任何字符串；字符串的一个好选择是导入包时使用的路径。

-I 和 -L 选项（编译器同义词）可用于设置查找导入的搜索路径。如果您使用 go 命令进行构建，则不需要这些选项。

导入

当您编译一个导出某个内容的包时，导出信息将直接存储在目标文件中。如果您直接使用 gccgo 构建，而不是使用 go 命令，那么当您导入一个包时，必须告诉 gccgo 如何找到该文件。

当您使用 gccgo 导入包 FILE 时，它会按以下文件顺序查找导入数据，并使用找到的第一个文件。

FILE.gox
libFILE.so
libFILE.a
FILE.o

FILE.gox 在使用时，通常只包含导出数据。可以通过以下方式从 FILE.o 生成：

objcopy -j .go_export FILE.o FILE.gox

gccgo 编译器会在当前目录中查找导入文件。在更复杂的场景中，您可以将 -I 或 -L 选项传递给 gccgo。这两个选项都接受要搜索的目录。-L 选项也会传递给链接器。

gccgo 编译器目前（2015-06-15）不会在目标文件中记录导入包的文件名。您必须安排将导入的数据链接到程序中。同样，在使用 go 命令构建时也不是必需的。

gccgo -c mypackage.go              # Exports mypackage
gccgo -c main.go                   # Imports mypackage
gccgo -o main main.o mypackage.o   # Explicitly links with mypackage.o

调试

如果您在编译时使用 -g 选项，您可以在可执行文件上运行 gdb。调试器对 Go 的了解有限。您可以设置断点、单步执行等。您可以打印变量，但它们会像 C/C++ 类型一样打印。对于数值类型，这无关紧要。Go 字符串和接口会显示为两个元素的结构。Go 映射和通道始终表示为指向运行时结构的 C 指针。

C 互操作性

在使用 gccgo 时，与 C 或使用 extern "C" 编译的 C++ 代码的互操作性有限。

类型

基本类型直接映射：Go 中的 int32 是 C 中的 int32_t，int64 是 int64_t，依此类推。Go 类型 int 是与指针大小相同的整数，因此对应于 C 类型 intptr_t。Go byte 等同于 C unsigned char。Go 中的指针是 C 中的指针。Go struct 与具有相同字段和类型的 C struct 相同。

Go string 类型目前定义为一个两元素的结构（此定义可能会更改）

struct __go_string {
  const unsigned char *__data;
  intptr_t __length;
};

您无法在 C 和 Go 之间传递数组。但是，Go 中的数组指针等同于 C 中指向元素类型等效项的指针。例如，Go *[10]int 等同于 C int*，前提是 C 指针指向 10 个元素。

Go 中的 slice 是一个结构。当前定义是（此定义可能会更改）

struct __go_slice {
  void *__values;
  intptr_t __count;
  intptr_t __capacity;
};

Go 函数的类型是指向结构的指针（此类型可能会更改）。结构中的第一个字段指向函数代码，该代码等同于指向参数类型等效的 C 函数的指针，并带有一个额外的尾随参数。尾随参数是闭包，传递的参数是指向 Go 函数结构的指针。当 Go 函数返回多个值时，C 函数返回一个结构。例如，以下函数大致等效

func GoFunction(int) (int, float64)
struct { int i; float64 f; } CFunction(int, void*)

Go interface、channel 和 map 类型没有对应的 C 类型（interface 是一个两元素的结构，channel 和 map 是指向 C 中结构的指针，但这些结构故意不予记录）。C enum 类型对应于某种整数类型，但具体是哪种通常难以预测；请使用强制类型转换。C union 类型没有对应的 Go 类型。包含位域的 C struct 类型没有对应的 Go 类型。C++ class 类型没有对应的 Go 类型。

C 和 Go 之间的内存分配方式完全不同，因为 Go 使用垃圾回收。该领域的具体指导方针尚未确定，但很可能允许将从 C 分配的内存指针传递给 Go。最终释放指针的责任将保留在 C 端，当然，如果 C 端在 Go 端仍有副本时释放了指针，程序将失败。当将指针从 Go 传递给 C 时，Go 函数必须在某个 Go 变量中保留该指针的可见副本。否则，Go 垃圾回收器可能会在 C 函数仍在使用的同时删除该指针。

函数名

Go 代码可以直接调用 C 函数，使用 gccgo 中实现的一个 Go 扩展：函数声明可以前置 //extern NAME。例如，C 函数 open 在 Go 中声明如下

//extern open
func c_open(name *byte, mode int, perm int) int

C 函数自然期望一个以 NUL 结尾的字符串，在 Go 中这等同于一个指向 byte 数组（不是 slice！）的指针，并且有一个终止的零字节。所以从 Go 进行的示例调用如下（导入 syscall 包后）

var name = [4]byte{'f', 'o', 'o', 0};
i := c_open(&name[0], syscall.O_RDONLY, 0);

（这仅作为示例，要在 Go 中打开文件，请使用 Go 的 os.Open 函数。）

请注意，如果 C 函数可能阻塞，例如调用 read 时，调用 C 函数可能会阻塞 Go 程序。除非您清楚自己在做什么，否则 C 和 Go 之间的所有调用都应通过 cgo 或 SWIG 来实现，就像对 gc 编译器一样。

从 C 访问的 Go 函数的名称可能会发生变化。目前，没有接收者的 Go 函数的名称是 prefix.package.Functionname。前缀由编译包时使用的 -fgo-prefix 选项设置；如果未使用的选项，则默认为 go。要从 C 调用该函数，您必须使用 GCC 扩展名设置名称。

extern int go_function(int) __asm__ ("myprefix.mypackage.Function");

从 C 源文件自动生成 Go 声明

GCC 的 Go 版本支持从 C 代码自动生成 Go 声明。该功能相当笨拙，大多数用户应该改用带有 -gccgo 选项的 cgo 程序。

像往常一样编译您的 C 代码，并添加选项 -fdump-go-spec=FILENAME。这将作为编译的副作用创建文件 FILENAME。该文件将包含 C 代码中声明的类型、变量和函数的 Go 声明。无法在 Go 中表示的 C 类型将被记录为 Go 代码中的注释。生成的文件将没有 package 声明，但除此之外可以由 gccgo 直接编译。

此过程充满了未说明的特殊情况和限制，我们不保证它将来不会发生变化。它比常规过程更有可能成为实际 Go 代码的起点。