Функціональні значення

fun F/A, fun M:F/A, анонімні fun із захопленими змінними (замикання), іменовані fun (fun Name(...) -> ... end), виклики функціональних значень (F(Args)) і динамічні виклики (M:F(Args), apply/2,3). Факти взято із зафіксованих вихідних кодів maint-29 (erts/emulator/beam/utils.c erts_cmp, erl_printf_term.c, erl_lint) і перевірок на OTP 29.1.1.

Значення

• fun F/A має називати функцію модуля (function F/A undefined) або автоімпортовану вбудовану функцію: fun is_atom/1 — це зовнішній fun erlang:is_atom/1. Fun вбудованих функцій викликають їх через міст вбудованих функцій; буквальний fun erlang:F/A для функції поза каталогом (fun erlang:apply/2) повідомляє про недоступну можливість dynamic calls.
• F(Args) обчислює F, потім аргументи зліва направо, потім перевіряє значення: не-функція викликає {badfun, F}, інша арність — {badarity, {F, Args}} (перевіряється раніше за модуль), зовнішній fun, функцію якого ніщо в програмі не експортує, — undef. Виклик у хвостовій позиції є хвостовим викликом, як і для іменованих функцій.
• is_function/1,2 істинні для fun у тілах і guard.

Динамічні виклики

• M:F(Args) зі змінною (або будь-яким виразом) як модулем чи функцією обчислює модуль, потім функцію, потім аргументи зліва направо. Модуль або функція, що не є атомом, викликає badarg; функція, яку жоден модуль програми не експортує з такою арністю, викликає undef, а її трасування стека починається з {M, F, Arity, []} (OTP показує аргументи; apply/3 і виклики зовнішніх fun також їх показують). Виклик у хвостовій позиції є хвостовим викликом.
• apply(Fun, Args) і apply(M, F, Args) (автоімпортовані, якщо модуль не визначає apply/2,3 і не приглушує імпорт; також erlang:apply/2,3) обчислюють свої аргументи, потім вимагають, щоб Args був правильним списком (badarg). Далі apply/2 викликає Fun так само, як F(Args) ({badfun, Fun}, {badarity, {Fun, Args}}); apply/3 шукає M:F/length(Args), як описано вище, тож понад 255 аргументів дають undef. Обидва є хвостовими викликами у хвостовій позиції й ніколи не допустимі в guard.
• erlang:apply/2,3, до яких звертаються за іменем під час виконання (spawn(erlang, apply, [F, Args]), M:apply(...), коли M зв’язано з erlang, дія таймера), є вбудованими функціями (builtins/erlang/apply.cpp), що продовжують виконання у викликаній функції з тими самими помилками.
• fun M:F/A зі змінними викликає badarg, якщо M і F не є атомами або A не є цілим числом у діапазоні 0..255; функція може не існувати, доки fun не викликано.
• Пошук використовує хеш-індекси сервера коду для експортів програми (runtime), які лишаються зареєстрованими весь час існування програми, тож знайдена функція не може зникнути під час виклику. Назву, яку жоден модуль не експортує, потім шукають серед вбудованих функцій, тож M:F(...), apply/3 і fun M:F/A під час виконання досягають вбудованих функцій з каталогу мосту.
• Сервіси. CLAUSE_call_v1(context, module, function, arity) перевіряє назви й повертає FrameDescriptor експорту (з його ExportDescriptor); аргументи вже перебувають у регістрах. CLAUSE_apply_list_v1(context, fun, list, registers) і CLAUSE_call_list_v1(context, module, function, list, registers) спершу копіюють список у регістри. Усі три повертають null після запису помилки, і згенерований код тоді виконує перехід через маркер clause.apply, як і для F(Args). CLAUSE_make_external_fun_v1 будує fun зовнішнього FunDefinition, який сервер коду створює один раз для кожного M:F/A (CodeServer::external_fun).

Замикання

• Кожна клауза починається з області видимості в місці fun. Змінні голови — це нові імена, що затінюють зовнішні (OTP попереджає); ім'я, повторене в межах однієї голови, має збігатися. Guard читають імена голови. Ніщо, що зв'язує fun, не видно після нього, а імена з клауз case охопної функції не проникають у нього.
• Fun захоплює кожне зовнішнє визначення, яке читають його голови, guard або тіла (включно з вкладеними fun), у порядку визначення, як OTP упорядковує вільні змінні функції. Захоплені значення копіюються в комірку fun під час обчислення виразу fun, тож вони переживають повернення з творця і збирання сміття та копіюються разом із fun.
• Код — це приватна функція -f/A-fun-N- (N лічить fun функції f/A у порядку вихідного коду), що приймає аргументи fun, а потім його захоплені значення; трасування стека показують це ім'я із сукупною арністю, як і в OTP. Якщо жодна клауза не збігається, викликається function_clause.
• Аргументи разом із захопленими значеннями обмежено числом 255.
• Клаузи іменованого fun бачать Name як сам fun: нове ім'я, що затінює зовнішнє (OTP попереджає), ніколи не захоплюється і не видно після fun. Змінна голови з тим самим ім'ям своєю чергою затінює його. Коли клауза читає Name, код fun будує значення під час входу зі своїх захоплених значень, тож воно рівне (=:=) викликаному fun, а Name(...) — звичайний виклик fun: у хвостовій позиції це хвостовий виклик, що виконується в сталому стеку.
• Анонімний fun у значенні за замовчуванням поля record — це один fun для кожного конструювання, що використовує значення за замовчуванням (OTP розгортає копію для кожного місця).

Вбудовування fun

За -O2 (codegen/lowering_fun_inlining.cpp, lowering_list_loops.cpp, lowering_map_loops.cpp) виклик анонімного fun, відомого в місці виклику, понижує клаузи fun на місці виклику, подібно до параметра OTP inline_list_funcs:

• Відомі fun. Fun, записаний у виклику ((fun(X) -> ... end)(Y) або перший аргумент циклу списку нижче), чи змінна, один раз зв’язана з неіменованим анонімним fun (F = fun ... end), яку читають один раз або яка містить не більш ніж 40 виразів. Усередині коду іншого fun fun змінної вбудовується, лише якщо все захоплене ним також зв’язано там. Вкладеність вбудованих тіл обмежена чотирма рівнями; цикли binary і чисел з плаваючою комою нічого не вбудовують.
• Клаузи на місці. Аргументи зіставляються з клаузами та guard fun, а тіло відповідної клаузи виконується у фреймі викликача. Якщо жодна клауза не відповідає, викликається fun, тож function_clause, як і раніше, походить із власного коду fun. Fun, записаний у виклику, будується лише на цьому шляху та на описаних нижче шляхах, що потребують його значення (відкладене створення замикання); fun змінної будується в місці її зв’язування, як і раніше.
• Цикли списків. lists:map/2, filter/2, foreach/2, all/2, any/2, flatmap/2, foldl/3, foldr/3, mapfoldl/3 і mapfoldr/3 власного модуля lists Clause з відомим fun потрібної арності стають циклом по списку у функції викликача. Виклик fun для кожного елемента вбудовується; списки будуються у зворотному порядку й один раз обертаються наприкінці; foldr/3 і mapfoldr/3 спершу обертають вхідний список, тож їхній fun і далі бачить елементи з останнього, після помилки через неправильний хвіст. Як і рекурсія в тілі, яку вони замінюють, цикли списків збирають сміття лише там, де поступаються керуванням (кожні 4,000 елементів без інших викликів), і у викликах, які робить їхній fun.
• Цикли згортання map. maps:fold/3 власного модуля maps Clause з відомим fun арності 3 стає циклом по записах map (класична комірка map або записи дерева, один раз скопійовані в комірку форми кортежу, як їх читає maps:fold/3), у порядку ключів, як у maps:fold/3. Ітератор map або значення, що не є map, спричиняє справжній виклик maps, який обробляє його або генерує власну помилку.
• Акумулятори у власності циклу. Коли кожна клауза fun згортання (maps:fold/3, lists:foldl/3, lists:foldr/3) повертає свій параметр акумулятора оновленим, fun(K, V, Acc) -> Acc#{K := V + 1} end, а Acc більше ніде не читається й не захоплюється жодним fun, цикл володіє результатом кожного кроку: з другого кроку оновлення має виключне володіння та змінює map на місці (дерева map). Перший крок копіює, оскільки початковий акумулятор може зберігатися деінде.
• Ті самі результати й причини. Значення, порядок виконання fun і причини помилок такі самі, як у lists: вхідні дані, що не є списком, для map/2, foldl/3, all/2, any/2 і неправильні хвости для filter/2, foreach/2, foldr/3, mapfoldl/3, mapfoldr/3 спричиняють справжній виклик lists, який генерує власну помилку; неправильний хвіст для map/2, foldl/3, all/2, any/2, flatmap/2 генерує function_clause у викликачі. Небулевий предикат генерує {case_clause, V} (all/2, any/2) або {bad_filter, V} (filter/2), а результат fun mapfold, що не є парою, — {badmatch, V}.
• Трасування стека винятків усередині вбудованих fun не містять фреймів fun і допоміжної функції lists чи maps (відмінності).

Подання

• Дескриптор. Кожне окреме значення, яке створює модуль, компілюється в один abi::v1::FunDescriptor у приватній таблиці модуля <prefix>.funs (funs.hpp): дескриптор модуля, слоти атомів модуля і функції, арність Erlang, індекс, прапорець зовнішності та FrameDescriptor, у який входить виклик (null для зовнішнього fun поза програмою). Реєстрація прив'язує їх до FunDefinition (ModuleAtoms::funs, CodeServer::fun_definition); кількість захоплених значень локального fun дорівнює арності його коду мінус арність fun.
• Комірка. Упакований вид fun_closure: заголовок (лічильник 1 + n), невідстежуваний const FunDefinition *, потім n захоплених значень. Обхід, збирання сміття, копіювання і перевірка пропускають слово визначення, як і для native records.
• Сервіси. CLAUSE_make_fun_v1(context, descriptor, captures, count, output) будує fun. CLAUSE_apply_v1(context, fun, arity, arguments) перевіряє викликане значення, записує описані вище помилки в канал збоїв (ErrorReason 22-24), а інакше дописує захоплені значення після аргументів і повертає FrameDescriptor для входу.
• Вбудовані замикання. Runtime, що закріплює за собою кеш атомів модуля, також заповнює ModuleDescriptor::fun_cache адресою визначення кожного fun; поки закріплення належить йому, згенерований код сам виділяє комірку fun (заголовок, визначення, захоплені значення) зсувом вказівника й викликає CLAUSE_make_fun_v1 лише за браку місця в купі або в іншому runtime. CLAUSE_apply_v1 і CLAUSE_apply_list_v1 читають fun потрібної арності (і список аргументів) безпосередньо з його комірок перед перевіреним шляхом, який повідомляє про помилки.
• Виклики. Нативна форма передає аргументи в масиві слів і викликає маркер clause.apply з дескриптором; lower_frames перетворює масив на регістри процесу, а маркер — на вхід або, у хвостовій позиції, на хвостову передачу (модель виконання).

Порівняння і друк

• Fun упорядковуються після посилань і перед портами (порядок термів).
• Локальні fun упорядковуються перед зовнішніми. Локальні fun порівнюються за модулем, потім індексом, потім захопленими значеннями по порядку (== порівнює їх через ==); зовнішні fun — за модулем, функцією та арністю. Однакові дескриптори дають рівні значення, тож fun f/1 =:= fun f/1.
• erlang:display/1, ~w і звіти про неперехоплені винятки друкують зовнішній fun як fun m:f/1 (атоми в лапках, як в емуляторі), а локальний fun — як #Fun<m.Index.0>.

Відмінності

Нумерація, друк і впорядкування fun, порядок захоплення в comprehension, трасування стека undef і виклики модулів поза програмою відрізняються від OTP, як записано у відмінностях.

Інформація про fun

runtime/src/builtins/erlang/fun_info.cpp. erlang:fun_info/1 перелічує елементи OTP у порядку OTP: для локального fun — pid, module, new_index, new_uniq, index, uniq, name (-F/A-fun-N- для анонімного fun), arity, env (захоплені значення) і type; для fun M:F/A — module, name, arity, env ([]) і type. fun_info/2 повертає один {Item, Value}; невідомий елемент дає badarg. pid дорівнює undefined, new_uniq — MD5 імені модуля, а uniq — його перші 24 біти, тож вони відрізняються від OTP. fun_to_list/1 — це текст ~w. is_builtin/3 істинна для вбудованих функцій runtime і erlang:apply/2,3.