function - 在语言层面， `ccall` 到底是什么？

Question

我是 Julia 的新手，我试图在语言层面上理解 ccall 是。在语法级别，它看起来像一个普通函数，但它在获取参数方面的行为显然不同:

Note that the argument type tuple must be a literal tuple, and not a tuple-valued variable or expression.

此外，如果我评估绑定(bind)到 Julia REPL 中的函数的变量，我会得到类似

julia> max
max (generic function with 15 methods)

但如果我尝试对 ccall 做同样的事情:

julia> ccall
ERROR: syntax: invalid "ccall" syntax

显然， ccall是一种特殊的语法，但它也不是宏(没有 @ 前缀，并且无效的宏使用会给出更具体的错误)。那么，它是什么？它是语言中的某种东西，还是我可以用一些我不熟悉的语言结构来定义自己的东西？

如果它是一些内置的语法，为什么决定使用函数调用表示法，而不是将其实现为宏或设计更具可读性和独特的语法？

Answer 1

在当前的每晚(以及即将发布的 0.6 版本)中，您观察到的许多特殊行为 has been removed (见 this pull-request)。 ccall不再是保留字，因此可以用作函数或宏名称。

但是仍然有一点奇怪:定义一个名为 ccall 的 3 或 4 参数函数。是允许的，但实际上调用这样的函数会给出一个关于 ccall argument types 的错误。 (其他数量的参数都可以)。原因直接指向您的问题:

So, what is it? Is it something baked into the language

是的， ccall ，尽管它在 0.6 中不再是关键字，但仍以多种方式“融入”该语言:

:ccall([four args...])表达形式被识别和specially handled在语法降低期间。这个降低步骤做了几件事，包括在对 unsafe_convert 的调用中包装参数。 ，它允许从 Julia 对象到 C 兼容对象的自定义转换；以及提取可能需要 rooted 的参数防止在 ccall 期间对引用对象进行垃圾收集. (见 code_lowered 输出，或尝试 expand 函数；有关编译器的更多信息 here )。

ccall需要 extensive handling在代码生成后端，包括:在指定的共享库中查找请求的函数名，生成LLVM call 指令——最终由 LLVM 即时编译器转换为特定于平台的机器代码。 (参见 code_llvm 和 code_native 的不同阶段)。

And if it is some baked-in piece of syntax, why was it decided to use function call notation, instead of implementing it as a macro or designing a more readable and distinct syntax?

由于上述原因， ccall无论它看起来像宏还是函数，都需要特殊处理。在 this mailing list thread ，其中一位 Julia 创作者 (Stefan Karpinski) 评论了为什么不将其设为宏:

I suppose we could reimplement it as a macro, but that would really just be pushing the magic further down.

至于“更具可读性和独特的语法”，也许这是一个品味问题。我不清楚为什么其他语法更可取(除了 LuaJIT/CFFI 风格的内联 C 语法解析的便利性，我是其中的粉丝)。我唯一强烈的个人愿望 ccall将输入相邻的参数和类型(例如 ccall((:foo, :libbar), Void, (x::Int, y::Float)) )，因为使用较长的参数列表可能不方便。在 0.6 中，可以将这种形式实现为宏!