Go内建函数源码，我好像在哪里见过你。 – 佚名

1. 何为Go内建函数

众所周知，Go是最简单的主流编程语言之一，截至Go 1.15版本，Go语言的关键字的规模依旧保持在25个：

很多刚入门的gopher可能会问：像bool、byte、error、true、iota甚至int都难道都不是关键字？没错！和其他语言不同，这些标识符并不是关键字，在Go中它们被称为预定义标识符。这些标识符拥有universe block作用域(关于go代码块作用域的详细解析，可参考我的技术专栏：“改善Go语⾔编程质量的50个有效实践”)，可以在任何源码位置使用。

从上图我们看到：所谓的Go内建函数也包含在这个预定义标识符集合中，只是这些标识符被用作函数名称标识符罢了。

2. 预定义标识符可被override

Go语言的关键字是保留的，我们无法将其用于规范之外的其他场合，比如作为变量的标识符。但是预定义标识符不是关键字，我们可以override它们。下面就是一个对默认表示整型类型的预定义标识符int进行override的例子：

package main

import (
        "fmt"
        "unsafe"
)

type int int8

func main() {
        var a int = 5
        fmt.Printf("%T\n", a) // main.int，而不是int
        fmt.Println(unsafe.Sizeof(a)) // 1，而不是8
}

在上述这个源文件中，预定义标识符int被override为一个自定义类型int，该类型的underlying type为int8，于是当我们输出该类型变量(代码中的变量a)的类型和长度时，我们得到的是main.int和1，而不是int和8。

3. 预定义标识符的声明源码在哪里

Go是开源的编程语言，这些预定义标识符想必也都有自己的“归宿”吧，的确是这样的。Go的每个发行版都带有一份源码，而预定义标识符就在这份源码中。

以Go 1.14为例，我们可以在下面路径中找到预定义标识符的源码：

$GOROOT/src/builtin/builtin.go

以string、int、uint这几个代表原生类型的预定义标识符为例，它们的声明代码如下：

// $GOROOT/src/builtin/builtin.go

// string is the set of all strings of 8-bit bytes, conventionally but not
// necessarily representing UTF-8-encoded text. A string may be empty, but
// not nil. Values of string type are immutable.
type string string

// int is a signed integer type that is at least 32 bits in size. It is a
// distinct type, however, and not an alias for, say, int32.
type int int

// uint is an unsigned integer type that is at least 32 bits in size. It is a
// distinct type, however, and not an alias for, say, uint32.
type uint uint

同时，我们利用go doc builtin.int也可以查看预定义标识符int的文档：

$go doc builtin.int
package builtin // import "builtin"

type int int
    int is a signed integer type that is at least 32 bits in size. It is a
    distinct type, however, and not an alias for, say, int32.

func cap(v Type) int
func copy(dst, src []Type) int
func len(v Type) int

4. 内建函数的源码在哪里？

作为预声明标识符子集的内建函数们在builtin.go中也都有自己的位置，比如：以append这个内建函数为例，我们可以在Go安装包的builtin.go中找到它的原型(Go 1.14)：

// The append built-in function appends elements to the end of a slice. If
// it has sufficient capacity, the destination is resliced to accommodate the
// new elements. If it does not, a new underlying array will be allocated.
// Append returns the updated slice. It is therefore necessary to store the
// result of append, often in the variable holding the slice itself:
// slice = append(slice, elem1, elem2)
// slice = append(slice, anotherSlice...)
// As a special case, it is legal to append a string to a byte slice, like this:
// slice = append([]byte("hello "), "world"...)
func append(slice []Type, elems ...Type) []Type

但我们惊奇的发现：这里没有append函数的实现。那么append内建函数实现的源码究竟在哪里呢？本质上讲append函数，包括其他内建函数其实并没有自己的实现源码。

内建函数仅仅是一个标识符，在Go源码编译期间，Go编译器遇到内建函数标识符时会将其替换为若干runtime的调用，我们还以append函数为例，我们输出下面代码的汇编代码(Go 1.14)：

// append.go
package main

import "fmt"

func main() {
 var s = []int{5, 6}
 s = append(s, 7,   fmt.Println(s)
}

$go tool compile -S append.go > append.s

汇编节选如下(append.s)：

"".main STEXT size=277 args=0x0 locals=0x58
 0x0000 00000 (xxx.go:5) TEXT "".main(SB), ABIInternal, $88-0
 0x0000 00000 (xxx.go:5) MOVQ (TLS), CX
 0x0009 00009 (xxx.go:5) CMPQ SP, 16(CX)
 0x000d 00013 (xxx.go:5) PCDATA $0, $-2
 0x000d 00013 (xxx.go:5) JLS  267
 0x0013 00019 (xxx.go:5) PCDATA $0, $-1
 0x0013 00019 (xxx.go:5) SUBQ $88, SP
 0x0017 00023 (xxx.go:5) MOVQ BP, 80(SP)
 0x001c 00028 (xxx.go:5) LEAQ 80(SP), BP
 0x0021 00033 (xxx.go:5) PCDATA $0, $-2
 0x0021 00033 (xxx.go:5) PCDATA $1, $-2
 0x0021 00033 (xxx.go:5) FUNCDATA $0, gclocals·69c1753bd5f81501d95132d08af04464(SB)
 0x0021 00033 (xxx.go:5) FUNCDATA $1, gclocals·568470801006e5c0dc3947ea998fe279(SB)
 0x0021 00033 (xxx.go:5) FUNCDATA $2, gclocals·bfec7e55b3f043d1941c093912808913(SB)
 0x0021 00033 (xxx.go:5) FUNCDATA $3, "".main.stkobj(SB)
 0x0021 00033 (xxx.go:6) PCDATA $0, $1
 0x0021 00033 (xxx.go:6) PCDATA $1, $0
 0x0021 00033 (xxx.go:6) LEAQ type.[2]int(SB), AX
 0x0028 00040 (xxx.go:6) PCDATA $0, $0
 0x0028 00040 (xxx.go:6) MOVQ AX, (SP)
 0x002c 00044 (xxx.go:6) CALL runtime.newobject(SB)
 0x0031 00049 (xxx.go:6) PCDATA $0, $1
 0x0031 00049 (xxx.go:6) MOVQ 8(SP), AX
 0x0036 00054 (xxx.go:6) MOVQ $5, (AX)
 0x003d 00061 (xxx.go:6) MOVQ $6, 8(AX)
 0x0045 00069 (xxx.go:7) PCDATA $0, $2
 0x0045 00069 (xxx.go:7) LEAQ type.int(SB), CX
 0x004c 00076 (xxx.go:7) PCDATA $0, $1
 0x004c 00076 (xxx.go:7) MOVQ CX, (SP)
 0x0050 00080 (xxx.go:7) PCDATA $0, $0
 0x0050 00080 (xxx.go:7) MOVQ AX, 8(SP)
 0x0055 00085 (xxx.go:7) MOVQ $2, 16(SP)
 0x005e 00094 (xxx.go:7) MOVQ $2, 24(SP)
 0x0067 00103 (xxx.go:7) MOVQ $4, 32(SP)
 0x0070 00112 (xxx.go:7) CALL runtime.growslice(SB)
 0x0075 00117 (xxx.go:7) PCDATA $0, $1
 0x0075 00117 (xxx.go:7) MOVQ 40(SP), AX
 0x007a 00122 (xxx.go:7) MOVQ 48(SP), CX
 0x007f 00127 (xxx.go:7) MOVQ 56(SP), DX
 0x0084 00132 (xxx.go:7) MOVQ $7, 16(AX)
 0x008c 00140 (xxx.go:7) MOVQ $8, 24(AX)
 0x0094 00148 (xxx.go:8) PCDATA $0, $0
 0x0094 00148 (xxx.go:8) MOVQ AX, (SP)
 0x0098 00152 (xxx.go:7) LEAQ 2(CX), AX
 0x009c 00156 (xxx.go:8) MOVQ AX, 8(SP)
 0x00a1 00161 (xxx.go:8) MOVQ DX, 16(SP)
 0x00a6 00166 (xxx.go:8) CALL runtime.convTslice(SB)
 ... ...

我们可以看到：append并没有以独立的身份出现在CALL汇编指令的后面，而是被换成：runtime.growslice、runtime.convTslice以及相关汇编指令了。

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Go语言自开源至今已经11个年头了！截至本文发稿时，目前最新的Go版本为1.15，Go核心开发团队正紧锣密鼓的进行着Go 1.16版本的开发（现阶段主要是修复bug），该版本将在2021年2月份正式发布。

Go以“自带电池(battery included)”而为人所知，除了Go标准库的全面和强大之外，Go工具链的丰富和易用在主流编程语言中也是位列“执牛耳者”之列的，而Go文档查看工具就在Go工具链之列中。

查看文档是Gopher们日常必不可少的开发活动之一。Go语言从诞生那天起就十分重视项目文档的建设，除了在Go官方网站(https://golang.org)可以查看到最新稳定发布版（当前是Go 1.15）的文档之外，在tip.golang.org上还可以查看到项目主线分支（master）上最新开发版本（非稳定版）的文档。

那么问题来了！如果想查看Go的某个历史版本（比如：Go 1.9）的文档，我应该如何做呢？别急！在这篇文章中，我将告诉你答案。

1. 利用go doc，可行，但非最优

从Go发布1.0版本开始，Go就将整个Go项目文档加入到Go发行版中，这样开发人员在本地安装Go的同时也拥有了一份完整的Go项目文档。

除了在发行版中集成所有文档，从1.5版本开始，Go还将文档查看工具集成到其工具链当中(即go doc)，使之成为Go工具链不可分割的一部分，这也再次体现了文档在Go语言中的重要性。自go doc在1.5版本加入Go工具链之后，它就和go get、go build一样成为了Gopher们每日必用的go命令，也成为了Go包文档的“百科全书”。

不过利用go doc，我们只能查看当前本地的go版本的文档。如果当前本地环境的Go版本为Go 1.14，那么所有go doc输出的文档内容均来自Go 1.14版本。如果我们要查看Go 1.9版本的文档，我们需要将本地环境的Go版本“切换”到Go 1.9才可以。

“切换”的方法有很多，笔者习惯通过重新设置\$GOROOT的方式在多个Go版本间切换：

$export GOROOT=~/.bin/go1.9.7
$export PATH=$GOROOT/bin:$GOPATH
$go version
go version go1.9.7 darwin/amd64
$go doc http.Request

我们看到：“切换”后再执行的go doc的输出结果均来自Go 1.9版本了。

不过这种方法比较繁琐，需要切换本地环境中的go版本，并且没法像官方站点那样通过图形化的方式查阅go文档，这显然不是最优方案，我们继续往下看。

2. 使用godoc建立历史版本的Web化文档中心

很多接触Go语言较早的gopher都知道，在go doc之前，还有一个像gofmt一样随着Go安装包一起发布的文档查看工具，它就是godoc，也就是说godoc在Go世界的存在历史比go doc还要悠久。在Go 1.5版本增加go doc工具后，godoc与go doc就一直并存在Go中。这种情况一直持续到Go 1.13版本。在Go 1.13版本中，godoc就不再和go、gofmt一起内置在Go安装包中发布了。godoc被挪到Go扩展工具链中，我们可以通过下面命令单独安装godoc：

$go get golang.org/x/tools/cmd/godoc

和命令行go doc工具不同的是，godoc实质上是一个web服务，它会在本地建立起一个web形式的Go文档中心，当我们执行下面命令时这个文档中心服务就启动了：

$godoc -http=localhost:6060

在浏览器地址栏输入http://localhost:6060，打开Go文档中心首页：

我们看到godoc将\$GOROOT下面的内容以web页面的形似呈现给开发者，同时我们看到首页顶部的菜单与Go官方主页的菜单也基本如出一辙。点击“Packages”可以打开Go包参考文档页面：

Go包参考文档页面将包分为几类：标准库包(Standard library)、第三方包(Third party)和其它包(Other packages)，其中的第三方包就是本地\$GOPATH下面的各个包。

不过，默认情况下godoc建立的Go文档中心对应的文档版本也是本地环境当前的Go版本，即如果当前本地安装的Go版本为go 1.14，那么godoc所呈现的就是go 1.14稳定版对应的文档。 那么如果我想查看一下旧版本的文档，比如Go 1.9.7版本的文档，我该如何做呢？首先我们需要下载go 1.9.7版本的安装包（因为正如前面所说的，go文档是随着安装包一起发布的），将其解压到本地目录下，比如是/Users/tonybai/.bin/go1.9.7，接下来我们执行如下命令：

$godoc -goroot /Users/tonybai/.bin/go1.9.7 -http=localhost:6060

我们用-goroot命令行选项显式告诉godoc从哪个路径加载Go文档数据，这样godoc建立的文档中心中的文档版本就是Go 1.9.7的了。

我们看到，通过godoc，我们不仅无需切换本地环境中的go版本，我们还建立起了像golang.org那样的图形化的历史go版本的文档中心。这也是截至目前为止查看Go历史版本版本文档的最佳方法了！

更多关于常用Go工具链的高级用法的内容请参看我在慕课网上出品的Go进阶技术专栏《改善Go语言编程质量的50个有效实践》。本专栏主要满足广大gopher关于Go语言进阶的需求，围绕如何写出地道且高质量Go代码给出50条有效实践建议，上线后收到一致好评！欢迎大家订阅！

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