深入理解PHP内核函数的内部结构

Posted

tags:

篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了深入理解PHP内核函数的内部结构相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

php的函数包括用户定义的函数、内部函数(print_r count...)、匿名函数、变量函数($func = ‘print_r‘; $func(array(‘a‘,‘b‘));)

PHP内核源码中将函数分为以下类型

#define ZEND_INTERNAL_FUNCTION              1
#define ZEND_USER_FUNCTION                  2  
#define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION            3
#define ZEND_EVAL_CODE                      4
#define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION_TEMPORARY  5

一、用户函数(ZEND_USER_FUNCTION)

  函数不一定显式的有返回值,在PHP的实现中即使没有显式的返回,PHP内核也会帮我们返回NULL。

  ZEND在执行过程中,会将运行时信息存储于_zend_execute_data中:

struct _zend_execute_data {
    //...省略部分代码
    zend_function_state function_state;
    zend_function *fbc; /* Function Being Called */
    //...省略部分代码
};

  在程序初始化的过程中,function_state也会进行初始化,function_state由两个部分组成:

typedef struct _zend_function_state {
    zend_function *function;
    void **arguments;
} zend_function_state;

  *arguments是一个指向函数参数的指针,而函数体本事存储于*function中,*function是一个zend_function结构体,它最终存储了用户自定义函数的一切信息,具体结构如下:

typedef union _zend_function {
    zend_uchar type;    /* MUST be the first element of this struct! */
 
    struct {
        zend_uchar type;  /* never used */
        char *function_name;    //函数名称
        zend_class_entry *scope; //函数所在的类作用域
        zend_uint fn_flags;     //函数类型,如用户自定义则为 #define 
ZEND_USER_FUNCTION 2  
        union _zend_function *prototype; //函数原型
        zend_uint num_args;     //参数数目
        zend_uint required_num_args; //需要的参数数目
        zend_arg_info *arg_info;  //参数信息指针
        zend_bool pass_rest_by_reference;
        unsigned char return_reference;  //返回值
    } common;
 
    zend_op_array op_array;   //函数中的操作
?
    zend_internal_function internal_function;  
} zend_function;

  zend_function的结构体中的op_array存储了该函数中的所有操作,当函数被调用时,ZEND就会将这个op_array中的opline一条条顺序执行,并将最后的结果返回。函数的定义和执行是分开的,一个函数可以作为一个独立的运行单元存在。

二、内部函数(ZEND_INTERNAL_FUNCTION)

  ZEND_INTERNAL_FUNCTION函数是由扩展或者Zend/PHP内核提供的,用c/c++编写,可以直接执行的函数,以下为内部函数的结构

typedef struct _zend_internal_function {
    /* Common elements */
    zend_uchar type;
    char * function_name;
    zend_class_entry *scope;
    zend_uint fn_flags;
    union _zend_function *prototype;
    zend_uint num_args;
    zend_uint required_num_args;
    zend_arg_info *arg_info;
    zend_bool pass_rest_by_reference;
    unsigned char return_reference;
    /* END of common elements */
 
    void (*handler)(INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS);
    struct _zend_module_entry *module;
} zend_internal_function;

  在模块初始化的时候,ZE会遍历每个载入的扩展模块,然后将模块中function_entry中指明的每一个函数(module->functions),创建一个zend_internal_function结构,并将其type设置为ZEND_INTERNAL_FUNCTION,将这个结构填入全局的函数表(HashTable结构);函数设置及注册过程见Zend/zene_API.c文件中的zend_register_function函数,这个函数除了处理函数页也处理类的方法,包括那些魔术方法。

  内部函数的结构与用户自定义函数结构基本类似,有一些不同:

  •   调用方法,handler字段,如果是ZEND_INTERNAL_FUNCTION,那么ZEND就会调用zend_execute_internal,通过zend_internal_function.handler来执行这个函数。而用户自定义函数需要生成中间代码,然后通过中间代码映射到相对就把方法调用。
  • 内置函数在结构中多了一个module字段,表示属于哪个模块。不同的扩展模块不同
  • type字段,在用户自定义函数中,type字段几乎无用,而内置函数中的type字段作为几种内部函数的区分。

三、变量函数

  如果一个变量名后边有圆括号,php将寻找与变量的值同名的函数,并且尝试执行。

  变量函数$func

$func = print_r;
$func(i am print_r function.);

  编译后中间代码

function name:  (null)
number of ops:  9
compiled vars:  !0 = $func
line     # *  op                           fetch          ext  return operands
------------------------------------------------------------------------------
-
-
   2     0  >   EXT_STMT
         1      ASSIGN                                                   !0, 
print_r
   3     2      EXT_STMT
         3      INIT_FCALL_BY_NAME                                       !0
         4      EXT_FCALL_BEGIN
         5      SEND_VAL                                                 
i+am+print_r+function.
         6      DO_FCALL_BY_NAME                              1
         7      EXT_FCALL_END
         8    > RETURN                                  1

  内部函数

print_r(i am print_r function.);

  编译后中间代码

function name:  (null)
number of ops:  6
compiled vars:  none
line     # *  op                           fetch          ext  return  operands
-------------------------------------------------------------------------------
-
-
   2     0  >   EXT_STMT
         1      EXT_FCALL_BEGIN
         2      SEND_VAL                                                 
i+am+print_r+function.
         3      DO_FCALL                                      1          
print_r
         4      EXT_FCALL_END
         5    > RETURN                                                   1

  对比发现,二者在调用中间代码上存在一些区别,变量函数是DO_FCALL_BY_NAME,而内部函数是DO_FCALL。这在语法解析时就已经决定了,见Zend/zend_complie.c文件的zend_do_end_function_call函数中部分代码:

if (!is_method && !is_dynamic_fcall && function_name->op_type==IS_CONST) {
        opline->opcode = ZEND_DO_FCALL;
        opline->op1 = *function_name;
        ZVAL_LONG(&opline->op2.u.constant, 
zend_hash_func(Z_STRVAL(function_name->u.constant), Z_STRLEN(function_name-
>u.constant) + 1));
    } else {
        opline->opcode = ZEND_DO_FCALL_BY_NAME;
        SET_UNUSED(opline->op1);
    }

  如果不是方法,并且不是动态调用,并且函数名为字符串变量,则其生成的中间代码为ZEND_DO_FCALL。其他情况则为ZEND_DO_FCALL_BY_NAME。另外将变量函数作为回调函数,其处理过程在Zend/zend_complie.c文件的zend_do_pass_param函数中,最终会体现在中间代码执行过程中的ZEND_SEND_VAL_SPEC_CONST_HADNLER等函数中。

 

四、匿名函数

  匿名函数是一类不需要指定表示符,而又可以被调用的函数或子例程,匿名函数可以方便的作为参数传递给其他函数。

  

以上是关于深入理解PHP内核函数的内部结构的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

深入理解php内核 编写扩展_III- 资源

深入理解变量改变时PHP内核发生的一些变化

细读《深入理解 Android 内核设计思想》Binder 机制 [下]

细读《深入理解 Android 内核设计思想》Binder 机制 [下]

深入理解PHP原理之Opcodes

linux------深入理解linux内核