数据类型

`string` 类型

string 类型使用 2 个 word（64 bit 系统为 8 byte * 2）表示：一个 word 是指针，指向字符串存储区域；一个 word 表示长度数据。

`slice` $\leftrightarrow$ `unsafe.Pointer`

s := make([]byte, 200)
ptr := unsafe.Pointer(&s[0])

var ptr unsafe.Pointer
s := ((*[1<<10]byte)(ptr))[:200]

var ptr unsafe.Pointer
var s1 = struct {
    addr uintptr
    len  int
    cap  int
}{ptr, length, length}

s := *(*[]byte)(unsafe.Pointer(&s1))

var o []byte
sliceHeader := (*reflect.SliceHeader)((unsafe.Pointer(&o)))
sliceHeader.Cap = length
sliceHeader.Len = length
sliceHeader.Data = uintptr(ptr)

`map` 实现

整个页面的内容对我来说都是新的：https://tiancaiamao.gitbooks.io/go-internals/content/zh/02.3.html 不过这个页面描述的内容和最新的 Golang source 有一定差别。

读 HashMap 的实现，里面的一些核心关键词：bucket、overflow 让我理解起来有些困难。查询 HashMap 相关的一些资料后有了进一步了解。

bucket 一般使用某种 array 管理，从 key 经过 hash-function 映射的 hash-value（可能截取一部分，也可以视作 sub-hash，我自己编的）作为 index 直接得到。一个 bucket 中可能包含多个不同的 hash-value ，它们截取那一部分得到的 index 相同。因此 bucket 会用一个数据结构管理这些冲突的值，可能是 linked-list 或者 tree-map 之类的。这些内部的数据结构中的 node 存储着真正对应 map 的 key\value 对(pair)。
如果 bucket 太满了，比如元素的数量超过 bucket 数量一定倍数（load factor），则会进行扩容，所有元素都被 rehashed 到一个新的值。
采用这种方式实现 HashMap，bucket 可以有两种选择：

Direct chaining 只存一个指向冲突元素集合的 header
Seperate Chaining 在 bucket 存一部分（一个）元素集合（Golang HashMap 实现里放了 8 个），和一个指向剩下冲突元素集合的 header

上面 header 指向的元素集合叫 overflow list 或者 overflow some-other-data-structure

有了这些背景后，看代码应该会比较清晰了。

目前 Golang 中的 bucket 是为 insert 操作优化的，找到第一个空余位置就可以插入，但是删除的时候要把所有相同 key 的元素都删掉，要遍历 bucket 的 overflow 集合。

如果 key 或者 value 小于 128 字节，那么它们是直接在 bucket 存储值，否则存指向数据的指针。

`nil` 语义

按照 Golang 规范，任何类型在未初始化时都对应一个零值：

bool $\rightarrow$ true
integer $\rightarrow$ 0
string $\rightarrow$ ""
pointer/function/interface/slice/channel/map $\rightarrow$ nil

关于 `interface{}`

var v *T           // v == nil
var i interface{}  // i == nil
i = v              // i != nil

关于 `channel`

一些操作规则：

读写一个 nil 的 channel 会立即阻塞
读一个关闭的 channel 会立刻返回一个 channel 元素类型的零值，即 chan int 会返回 0
写一个关闭的 channel 会导致 panic

函数调用

汇编

可以看一下这个 Golang 的官方介绍页面：https://golang.org/doc/asm

add.go

package add

func Add(a, b uint64) uint64

add_amd64.s 或使用其他平台后缀，和 add.go 在同一个目录

TEXT    ·Add+0(SB),$0-24
MOVQ    a+0(FP),BX
MOVQ    b+8(FP),BP
ADDQ    BP,BX
MOVQ    BX,res+16(FP)
RET     ,

Golang 调用 C

add.c ，和 add.go 在同一个目录

void ·Add(uint64 a, uint64 b, uint64 ret) {
    ret = a + b;
    FLUSH(&ret);
}

编译这个包：go install add

C 文件中需要包含 runtime.h 头文件。因为 Golang 使用特殊寄存器存放像全局 struct G 和 struct M ，包含这个文件可以让所有链接到 Go 的 C 文件感知这一点，避免编译器使用这些特定的寄存器做其他用途。

上面示例中返回值为空，使用 ret 作为返回值，FLUSH 在 pkg/runtime/runtime.h 中定义为 USED() ，防止编译器优化掉对某个变量的赋值操作（因为看不到这个变量在后面其他地方使用了）。

函数调用时的内存布局

Golang 中使用的 C 编译器是 plan9 的 C 编译器，与 gcc 有一定差异。这个页面中有部分基础介绍： https://tiancaiamao.gitbooks.io/go-internals/content/zh/03.1.html

如果返回多个值，func f(a, b int) (d, e int) 内存布局如下所示：

slot for e
slot for d
b
a 
<- SP

调用后为

slot for e
slot for d
b
a <- FP
PC <- SP
f's stack

plan9 的 C 汇编器对被调用函数的参数值的修改是会返回到调用函数中的。

MOVQ    BX,d+16(FP)
...
MOVQ    BX,e+24(FP)

`go` 关键字

f(1, 2, 3) 的汇编:

MOVL    $1, 0(SP)
MOVL    $2, 4(SP)
MOVL    $3, 8(SP)
CALL    f(SB)

go f(1, 2, 3) 的汇编：

MOVL    $1, 0(SP)
MOVL    $2, 4(SP)
MOVL    $3, 8(SP)
PUSHQ   $f(SB)
PUSHQ   $12
CALL    runtime.newproc(SB)
POPQ    AX
POPQ    AX

12 是参数占用的大小，runtime.newproc 函数接受的参数为：参数大小、新的 goroutine 要运行的函数、函数的参数。runtime.newproc 会新建一个栈空间，将栈参数的 12 个字节复制到新的栈空间，并让栈指针指向参数。可以看做 runtime.newproc(size, f, args) 。

`defer` 关键字

return x 不是原子语句，函数执行顺序为：

给返回值赋值
defer 调用
return

defer 实现对应 runtime.deferproc，其出现的地方插入指令 call runtime.deferproc ，函数返回之前的地方，插入 call runtime.deferreturn 。 goroutine 的控制结构中有一张表记录 defer，表以栈行为运作。

Continuous Stack

我也基本理解了思路，具体细节可以看：https://tiancaiamao.gitbooks.io/go-internals/content/zh/03.5.html

最后的 runtime.lessstack 有些没看懂。

闭包

闭包中引用的变量不能在栈上分配，否则闭包函数返回的时候，栈上变量的地址就失效了。

逃逸分析（escape analyze）

Golang 有个特性，可以自动识别哪些变量在栈上分配，哪些在堆上分配。

func f() *Cursor {
    var c Cursor
    c.X = 500
    noinline()
    return &c
}

MOVQ      $type."".Cursor+0(SB),(SP)    // 取变量c的类型，也就是Cursor
PCDATA    $0,$16
PCDATA    $1,$0
CALL      ,runtime.new(SB)    // 调用new函数，相当于new(Cursor)
PCDATA    $0,$-1
MOVQ      8(SP),AX    // 取c.X的地址放到AX寄存器
MOVQ      $500,(AX)    // 将AX存放的内存地址的值赋为500
MOVQ      AX,"".~r0+24(FP)
ADDQ      $16,SP

在编译的过程中可以通过指令输出哪些变量逃逸了：go build --gcflags=-m main.go

闭包结构体

闭包将函数和它引用的环境表示为一个结构体：

type Closure struct {
    F func()() 
    i *int
}

整体思路是返回闭包的时候，返回一个结构体，包含闭包返回函数的地址和引用的环境中的变量地址。

func f(i int) func() int {
    return func() int {
        i++
        return i
    }
}

MOVQ    $type.int+0(SB),(SP)
PCDATA    $0,$16
PCDATA    $1,$0
CALL    ,runtime.new(SB)    // 是不是很熟悉，这一段就是i = new(int)    
...    
MOVQ    $type.struct { F uintptr; A0 *int }+0(SB),(SP)    // 这个结构体就是闭包的类型
...
CALL    ,runtime.new(SB)    // 接下来相当于 new(Closure)
PCDATA    $0,$-1
MOVQ    8(SP),AX
NOP    ,
MOVQ    $"".func·001+0(SB),BP
MOVQ    BP,(AX)                // 函数地址赋值给Closure的F部分
NOP    ,
MOVQ    "".&i+16(SP),BP        // 将堆中new的变量i的地址赋值给Closure的值部分
MOVQ    BP,8(AX)
MOVQ    AX,"".~r1+40(FP)
ADDQ    $24,SP
RET    ,

数据类型

string 类型

slice $\leftrightarrow$ unsafe.Pointer

map 实现

nil 语义

关于 interface{}

关于 channel