5. Go 程序是如何启动起来的？

运行 runtime/rt0_xxx.s 汇编文件

1. 读取命令行参数：复制参数变量 argc 和 argv 到栈上；

   TEXT runtime·rt0_go<ABIInternal>(SB),NOSPLIT,$0
   	// copy arguments forward on an even stack
   	MOVQ	DI, AX		// argc
   	MOVQ	SI, BX		// argv
   	SUBQ	$(4*8+7), SP		// 2args 2auto
   	ANDQ	$~15, SP
   	MOVQ	AX, 16(SP)
   	MOVQ	BX, 24(SP)
   

2. 初始化 g0 执行栈：g0 是为了调度协程而产生的协程，是每个 Go 程序的第一个协程；

   TEXT runtime·rt0_go<ABIInternal>(SB),NOSPLIT,$0
      ...
      // create istack out of the given (operating system) stack.
      // _cgo_init may update stackguard.
      MOVQ   $runtime·g0(SB), DI
      LEAQ   (-64*1024+104)(SP), BX
      MOVQ   BX, g_stackguard0(DI)
      MOVQ   BX, g_stackguard1(DI)
      MOVQ   BX, (g_stack+stack_lo)(DI)
      MOVQ   SP, (g_stack+stack_hi)(DI)
   

3. 运行时检查：

   • 类型长度
   • 指针操作
   • 结构体字段偏移量
   • atomic 原子操作
   • CAS 操作
   • 栈大小是否是 2 的幂次

   TEXT runtime·rt0_go<ABIInternal>(SB),NOSPLIT,$0
   	...
     CALL	runtime·check(SB)
   

   // runtime/runtime1.go
   func check() {
      var (
         a     int8
         ...
         k     unsafe.Pointer
         l     *uint16
         m     [4]byte
      )
      ...
      if unsafe.Sizeof(a) != 1 {
         throw("bad a")
      }
   		...
   }
   

4. 判断系统字长 & CPU 核数：runtime.osinit

   TEXT runtime·rt0_go<ABIInternal>(SB),NOSPLIT,$0
   	...
     CALL	runtime·osinit(SB)
   

   // runtime/os_linux.go
   func osinit() {
   	ncpu = getproccount()
   	physHugePageSize = getHugePageSize()
   	if iscgo {
   		sigdelset(&sigsetAllExiting, 32)
   		sigdelset(&sigsetAllExiting, 33)
   		sigdelset(&sigsetAllExiting, 34)
   	}
   	osArchInit()
   }
   

5. 参数初始化 runtime.args：对命令行中的参数进行处理，参数数量复制给 argc（int32），参数值赋值给 argv（**byte）

   TEXT runtime·rt0_go<ABIInternal>(SB),NOSPLIT,$0
   	...
     MOVL	16(SP), AX		// copy argc
   	MOVL	AX, 0(SP)
   	MOVQ	24(SP), AX		// copy argv
   	MOVQ	AX, 8(SP)
   	CALL	runtime·args(SB)
   

6. 初始化调度器 runtime.schedinit：

   • 全局栈空间内存分配
   • 堆内存空间的初始化
   • 初始化当前系统线程
   • 算法初始化（map、hash）
   • 加载命令行参数到 os.Args
   • 加载操作系统环境变量
   • gc 的参数初始化
   • 设置 process 的数量

   TEXT runtime·rt0_go<ABIInternal>(SB),NOSPLIT,$0
   	...
     CALL	runtime·schedinit(SB)
   

   // runtime/proc.go
   func schedinit() {
     ...
   	lockInit(&sched.lock, lockRankSched)
   	...
   	// The world starts stopped.
   	...
   	goargs()
   	goenvs()
   	parsedebugvars()
   	gcinit()
     ...
   }
   

7. 创建主协程：执行 runtime.main 并将其放入调度器等待调度；

   TEXT runtime·rt0_go<ABIInternal>(SB),NOSPLIT,$0
   	...
   	// create a new goroutine to start program
   	MOVQ	$runtime·mainPC(SB), AX		// 去 runtime.main
   	PUSHQ	AX
   	PUSHQ	$0			// arg size
   	CALL	runtime·newproc(SB)				// 创建一个协程
   	POPQ	AX
   	POPQ	AX
     // start this M
   	CALL	runtime·mstart(SB)				// 启动调度器
     ...
   DATA	runtime·mainPC+0(SB)/8,$runtime·main<ABIInternal>(SB)
   

8. 主协程执行主函数 runtime.main，它会执行：

   • runtime.init
   • 启动 gc 垃圾回收器
   • 用户包依赖的 init 方法
   • 用户主函数 main.main

   // runtime/proc.go
   
   // init 方法会率先执行
   func init() {
   	go forcegchelper()
   }
   
   func main() {
     // 1. 执行 runtime.init
   	doInit(&runtime_inittask) 
   	// 2. 启动 gc
   	gcenable()
     ...
     // 3. 执行用户包依赖的 init 方法
     doInit(&main_inittask)
   	...
     // 4.执行用户主函数 main.main
   	fn := main_main // make an indirect call, as the linker doesn't know the address of the main package when laying down the runtime
   	fn()
   	...
   }