Golang程序的入口点和启动代码详解

Golang程序的入口点和启动代码详解 我是一名C程序员，了解C程序是如何编译并链接成可执行文件的。例如，在Windows和MSVC中，有一个mainCRTStartup函数，它是可执行文件的入口点。这个函数位于C运行时库中，它负责准备argc和argv，然后调用main函数。

对于Go语言，我不太清楚Go程序是如何编译并链接成可执行文件的。Go程序的入口点是什么？入口或启动函数做了什么？启动代码位于哪里？有人能给我一些启发或指出相关的资源吗？非常感谢！

5 回复

是的。前两个答案并不是我真正想要的。

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我认为程一平是在询问Windows下Go程序的实际加载过程。

或 func init(){}

func main() {
    fmt.Println("hello world")
}

当你运行 main 包时，默认会执行一个 main 函数，例如，在 main 包中包含你的 main() 函数的文件，例如 main.go：

package main

func main() {
  // 一切从这里开始...
}

要编译并运行你的应用程序： #: go run main.go 要编译并将你的应用程序构建为可执行文件： #: go build main.go

如果你的 main.go 使用了同一目录下的其他 Go 文件，你需要使用“go run .”。作为入口点，只能有一个 main() 函数。

main() 函数是你的启动函数，它只执行你指定的操作，这意味着如果需要，你需要在此处自行读取和准备参数。还有一个可选的 init() 函数，它会在 main() 之前被调用。

在Go语言中，程序的入口点不是由运行时库提供的，而是由Go工具链直接生成的。Go程序的入口点位于Go运行时内部，具体是runtime包中的rt0_*.s文件（汇编文件），根据目标平台不同而有所差异。

入口点位置

Go程序的入口点通常命名为_rt0_<arch>（例如_rt0_amd64_linux），它位于Go运行时库的汇编启动文件中。这些文件在Go源码树的src/runtime目录下，例如：

  • Linux x86-64: src/runtime/rt0_linux_amd64.s
  • Windows x86-64: src/runtime/rt0_windows_amd64.s
  • macOS ARM64: src/runtime/rt0_darwin_arm64.s

启动流程

入口点会执行以下关键步骤：

  1. 初始化运行时：调用runtime·args和runtime·osinit设置命令行参数和操作系统相关初始化。
  2. 调度器初始化：调用runtime·schedinit初始化Go调度器、内存分配器等核心组件。
  3. 创建主goroutine：通过runtime·newproc创建执行main.main的goroutine。
  4. 启动调度器：调用runtime·mstart开始调度，最终执行main.main。

代码示例

以下是一个简化的Linux x86-64入口点汇编代码（rt0_linux_amd64.s）：

TEXT _rt0_amd64_linux(SB),NOSPLIT,$-8
    MOVQ    0(SP), DI  // argc
    LEAQ    8(SP), SI  // argv
    JMP     runtime·rt0_go(SB)

TEXT runtime·rt0_go(SB),NOSPLIT,$0
    // 保存argc和argv
    MOVQ    DI, AX        // argc
    MOVQ    SI, BX        // argv
    // 调用运行时初始化
    CALL    runtime·args(SB)
    CALL    runtime·osinit(SB)
    CALL    runtime·schedinit(SB)
    // 创建main goroutine
    MOVQ    $runtime·mainPC(SB), AX
    PUSHQ   AX
    CALL    runtime·newproc(SB)
    POPQ    AX
    // 启动调度器
    CALL    runtime·mstart(SB)
    RET

其中runtime·mainPC指向runtime.main函数，该函数会进一步调用用户定义的main.main。

用户层视角

从用户代码角度看，程序从main包的main函数开始：

package main

func main() {
    // 用户代码
}

但实际执行前，Go运行时已经完成了上述初始化工作。

编译链接

Go工具链（如go build）会直接将运行时和用户代码静态链接为一个独立的可执行文件，无需外部C运行时。可以通过go tool nm查看可执行文件的符号，找到入口点：

go tool nm ./program | grep '_rt0_'

总结：Go程序的入口点由运行时汇编代码定义，负责初始化Go运行时环境，最终调用用户编写的main.main函数。这种设计使得Go程序不依赖外部运行时库，生成独立的可执行文件。

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