Initialization of the Julia runtime

Julia运行时如何执行julia -e 'println("Hello World!")'？

main()

执行从 main() in cli/loader_exe.c 开始，这调用了 jl_load_repl() 在 cli/loader_lib.c 中，这加载了一些库，最终调用了 jl_repl_entrypoint() in src/jlapi.c。

jl_repl_entrypoint() 调用 libsupport_init() 来设置 C 库的区域设置并初始化 "ios" 库（参见 ios_init_stdstreams() 和 Legacy ios.c library)。

下一个 jl_parse_opts() 被调用以处理命令行选项。请注意，jl_parse_opts() 仅处理影响代码生成或早期初始化的选项。其他选项稍后由 exec_options() in base/client.jl 处理。

jl_parse_opts() 将命令行选项存储在 global jl_options struct。

julia_init()

julia_init() in init.c 被 main() 调用，并调用 _julia_init() in init.c。

_julia_init() 首先调用 libsupport_init()，第二次调用时它不执行任何操作。

restore_signals() 被称为将信号处理程序掩码置零。

jl_resolve_sysimg_location() 搜索配置的路径以获取基础系统映像。请参见 Building the Julia system image。

jl_gc_init() 设置了弱引用、保留值和终结的分配池和列表。

jl_init_frontend() 加载并初始化一个包含扫描器/解析器的预编译femtolisp映像。

jl_init_types() 创建 jl_datatype_t 类型描述对象，用于 built-in types defined in julia.h。例如。

jl_any_type = jl_new_abstracttype(jl_symbol("Any"), core, NULL, jl_emptysvec);
jl_any_type->super = jl_any_type;

jl_type_type = jl_new_abstracttype(jl_symbol("Type"), core, jl_any_type, jl_emptysvec);

jl_int32_type = jl_new_primitivetype(jl_symbol("Int32"), core,
                                     jl_any_type, jl_emptysvec, 32);

jl_init_tasks() 创建 jl_datatype_t* jl_task_type 对象；初始化全局 jl_root_task 结构；并将 jl_current_task 设置为根任务。

jl_init_codegen() 初始化 LLVM library。

jl_init_serializer() 初始化内置 jl_value_t 值的 8 位序列化标签。

如果没有 sysimg 文件 (!jl_options.image_file)，则会创建 Core 和 Main 模块，并评估 boot.jl：

jl_core_module = jl_new_module(jl_symbol("Core")) 创建了 Julia 的 Core 模块。

jl_init_intrinsic_functions() 创建了一个新的 Julia 模块 Intrinsics，其中包含常量 jl_intrinsic_type 符号。这些符号为每个 intrinsic function 定义了一个整数代码。emit_intrinsic() 在代码生成期间将这些符号转换为 LLVM 指令。

jl_init_primitives() 将 C 函数钩子连接到 Julia 函数符号。例如，符号 Core.:(===)() 通过调用 add_builtin_func("===", jl_f_is) 绑定到 C 函数指针 jl_f_is()。

jl_new_main_module() 创建全局 "Main" 模块并设置 jl_current_task->current_module = jl_main_module。

注意：_julia_init() then sets jl_root_task->current_module = jl_core_module。此时，jl_root_task 是 jl_current_task 的别名，因此上面由 jl_new_main_module() 设置的 current_module 被覆盖。

jl_load("boot.jl", sizeof("boot.jl")) 调用 jl_parse_eval_all，该函数重复调用 jl_toplevel_eval_flex() 来执行 boot.jl。<!– TODO – 深入研究 eval? –>

jl_get_builtin_hooks() 初始化全局 C 指针，以指向在 boot.jl 中定义的 Julia 全局变量。

jl_init_box_caches() 预分配全局装箱整数值对象，适用于值高达 1024。这加快了后续装箱整数的分配。例如：

jl_value_t *jl_box_uint8(uint32_t x)
{
    return boxed_uint8_cache[(uint8_t)x];
}

_julia_init() iterates 在 jl_core_module->bindings.table 上查找 jl_datatype_t 值，并将类型名称的模块前缀设置为 jl_core_module。

jl_add_standard_imports(jl_main_module) does "using Base" in the "Main" module.

注意：_julia_init() 现在恢复为 jl_root_task->current_module = jl_main_module，就像在被设置为 jl_core_module 之前一样。

为 SIGSEGV（OSX，Linux）和 SIGFPE（Windows）初始化特定于平台的信号处理程序。

其他信号（SIGINFO, SIGBUS, SIGILL, SIGTERM, SIGABRT, SIGQUIT, SIGSYS 和 SIGPIPE）被连接到 sigdie_handler()，该链接会打印回溯信息。

jl_init_restored_module() 调用 jl_module_run_initializer() 对每个反序列化的模块运行 __init__() 函数。

最后 sigint_handler() 已连接到 SIGINT 并调用 jl_throw(jl_interrupt_exception)。

_julia_init() 然后返回 back to main() in cli/loader_exe.c，而 main() 调用 repl_entrypoint(argc, (char**)argv)。

repl_entrypoint()

repl_entrypoint() 将 argv[] 的内容加载到 Base.ARGS 中。

如果在命令行中提供了一个 .jl "程序" 文件，那么 exec_program() 调用 jl_load(program,len)，该调用又调用 jl_parse_eval_all，然后反复调用 jl_toplevel_eval_flex() 来执行程序。

However, in our example (julia -e 'println("Hello World!")'), jl_get_global(jl_base_module, jl_symbol("_start")) looks up Base._start and jl_apply() executes it.

Base._start

Base._start 调用 Base.exec_options，它调用 jl_parse_input_line("println("Hello World!")") 来创建一个表达式对象，并且 Core.eval(Main, ex) 在 Main 的模块上下文中执行解析后的表达式 ex。

Core.eval

Core.eval(Main, ex) 调用 jl_toplevel_eval_in(m, ex)，它调用 jl_toplevel_eval_flex。 jl_toplevel_eval_flex 实现了一个简单的启发式方法来决定是编译给定的代码块还是通过解释器运行它。当给定 println("Hello World!") 时，它通常会决定通过解释器运行代码，在这种情况下，它调用 jl_interpret_toplevel_thunk，然后调用 eval_body。

下面的堆栈转储显示了解释器如何通过 Base.println() 和 Base.print() 的各种方法，最终到达 write(s::IO, a::Array{T}) where T，该方法执行 ccall(jl_uv_write())。

jl_uv_write() 调用 uv_write() 将 "Hello World!" 写入 JL_STDOUT。参见 Libuv wrappers for stdio。

Hello World!

由于我们的示例只有一个函数调用，它已经完成了打印“Hello World！”的任务，因此栈现在迅速回到 main()。

jl_atexit_hook()

main() 调用 jl_atexit_hook()。这调用了 Base._atexit，然后调用 jl_gc_run_all_finalizers() 并清理 libuv 句柄。

julia_save()

最后，main() 调用 julia_save()，如果在命令行中请求，将运行时状态保存到新的系统映像中。请参见 jl_compile_all() 和 jl_save_system_image()。