PHP内核学习教程之php opcode内核实现

网络编程 2024/11/19 佚名

3 2 1

opcode是计算机指令中的一部分，用于指定要执行的操作，指令的格式和规范由处理器的指令规范指定。除了指令本身以外通常还有指令所需要的操作数，可能有的指令不需要显式的操作数。这些操作数可能是寄存器中的值，堆栈中的值，某块内存的值或者IO端口中的值等等。

通常opcode还有另一种称谓：字节码(byte codes)。例如Java虚拟机(JVM)，.NET的通用中间语言(CIL: Common Intermeditate Language)等等。

1. Opcode简介

opcode是计算机指令中的一部分，用于指定要执行的操作，指令的格式和规范由处理器的指令规范指定。除了指令本身以外通常还有指令所需要的操作数，可能有的指令不需要显式的操作数。这些操作数可能是寄存器中的值，堆栈中的值，某块内存的值或者IO端口中的值等等

通常opcode还有另一种称谓: 字节码(byte codes)。例如Java虚拟机(JVM)，.NET的通用中间语言(CIL: Common Intermeditate Language)等等

PHP中的opcode则属于前面介绍中的后着，PHP是构建在Zend虚拟机(Zend VM)之上的。PHP的opcode就是Zend虚拟机中的指令(基于Zend的中间代码)

Relevant Link:

http://www.luocong.com/learningopcode/doc/1._%E4%BB%80%E4%B9%88%E6%98%AFOpCode%EF%BC%9F.htm

2. PHP中的Opcode

0x1: 数据结构

在PHP实现内部，opcode由如下的结构体表示

\php-5.6.17\Zend\zend_compile.h

struct _zend_op 
{
opcode_handler_t handler; // 执行该opcode时调用的处理函数
znode_op op1; // opcode所操作的操作数
znode_op op2; // opcode所操作的操作数
znode_op result;
ulong extended_value;
uint lineno;
zend_uchar opcode; // opcode代码
zend_uchar op1_type;
zend_uchar op2_type;
zend_uchar result_type;
};

和CPU的指令类似，有一个标示指令的opcode字段，以及这个opcode所操作的操作数，PHP不像汇编那么底层，在脚本实际执行的时候可能还需要其他更多的信息，extended_value字段就保存了这类信息，其中的result域则是保存该指令执行完成后的结果

例如如下代码是在编译器遇到print语句的时候进行编译的函数

\php-5.6.17\Zend\zend_compile.c

void zend_do_print(znode *result, const znode *arg TSRMLS_DC) /* {{{ */
{ 
//新创建一条zend_op 
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);

//将新建的zend_op的返回值类型设置为临时变量(IS_TMP_VAR)，因为print中的内存仅仅为了临时输出，并不需要保存
opline->result_type = IS_TMP_VAR;
//为临时变量申请空间
opline->result.var = get_temporary_variable(CG(active_op_array));
//指定opcode为ZEND_PRINT
opline->opcode = ZEND_PRINT;
//将传递进来的参数赋值给这条opcode的第一个操作数
SET_NODE(opline->op1, arg);
SET_UNUSED(opline->op2);
GET_NODE(result, opline->result);
}

0x2: opcode类型: zend_op->zend_uchar opcode

比对汇编语言的概念，每个opcode都对应于一个类型，表明该opcpde的"操作指令"，opcode的类型为zend_uchar，zend_uchar实际上就是unsigned char，此字段保存的整形值即为op的编号，用来区分不同的op类型，opcode的可取值都被定义成了宏

/Zend/zend_vm_opcodes.h

#define ZEND_NOP 0
#define ZEND_ADD 1
#define ZEND_SUB 2
#define ZEND_MUL 3
#define ZEND_DIV 4
#define ZEND_MOD 5
#define ZEND_SL 6
#define ZEND_SR 7
#define ZEND_CONCAT 8
#define ZEND_BW_OR 9
#define ZEND_BW_AND 10
#define ZEND_BW_XOR 11
#define ZEND_BW_NOT 12
#define ZEND_BOOL_NOT 13
#define ZEND_BOOL_XOR 14
#define ZEND_IS_IDENTICAL 15
#define ZEND_IS_NOT_IDENTICAL 16
#define ZEND_IS_EQUAL 17
#define ZEND_IS_NOT_EQUAL 18
#define ZEND_IS_SMALLER 19
#define ZEND_IS_SMALLER_OR_EQUAL 20
#define ZEND_CAST 21
#define ZEND_QM_ASSIGN 22
#define ZEND_ASSIGN_ADD 23
#define ZEND_ASSIGN_SUB 24
#define ZEND_ASSIGN_MUL 25
#define ZEND_ASSIGN_DIV 26
#define ZEND_ASSIGN_MOD 27
#define ZEND_ASSIGN_SL 28
#define ZEND_ASSIGN_SR 29
#define ZEND_ASSIGN_CONCAT 30
#define ZEND_ASSIGN_BW_OR 31
#define ZEND_ASSIGN_BW_AND 32
#define ZEND_ASSIGN_BW_XOR 33
#define ZEND_PRE_INC 34
#define ZEND_PRE_DEC 35
#define ZEND_POST_INC 36
#define ZEND_POST_DEC 37
#define ZEND_ASSIGN 38
#define ZEND_ASSIGN_REF 39
#define ZEND_ECHO 40
#define ZEND_PRINT 41
#define ZEND_JMP 42
#define ZEND_JMPZ 43
#define ZEND_JMPNZ 44
#define ZEND_JMPZNZ 45
#define ZEND_JMPZ_EX 46
#define ZEND_JMPNZ_EX 47
#define ZEND_CASE 48
#define ZEND_SWITCH_FREE 49
#define ZEND_BRK 50
#define ZEND_CONT 51
#define ZEND_BOOL 52
#define ZEND_INIT_STRING 53
#define ZEND_ADD_CHAR 54
#define ZEND_ADD_STRING 55
#define ZEND_ADD_VAR 56
#define ZEND_BEGIN_SILENCE 57
#define ZEND_END_SILENCE 58
#define ZEND_INIT_FCALL_BY_NAME 59
#define ZEND_DO_FCALL 60
#define ZEND_DO_FCALL_BY_NAME 61
#define ZEND_RETURN 62
#define ZEND_RECV 63
#define ZEND_RECV_INIT 64
#define ZEND_SEND_VAL 65
#define ZEND_SEND_VAR 66
#define ZEND_SEND_REF 67
#define ZEND_NEW 68
#define ZEND_INIT_NS_FCALL_BY_NAME 69
#define ZEND_FREE 70
#define ZEND_INIT_ARRAY 71
#define ZEND_ADD_ARRAY_ELEMENT 72
#define ZEND_INCLUDE_OR_EVAL 73
#define ZEND_UNSET_VAR 74
#define ZEND_UNSET_DIM 75
#define ZEND_UNSET_OBJ 76
#define ZEND_FE_RESET 77
#define ZEND_FE_FETCH 78
#define ZEND_EXIT 79
#define ZEND_FETCH_R 80
#define ZEND_FETCH_DIM_R 81
#define ZEND_FETCH_OBJ_R 82
#define ZEND_FETCH_W 83
#define ZEND_FETCH_DIM_W 84
#define ZEND_FETCH_OBJ_W 85
#define ZEND_FETCH_RW 86
#define ZEND_FETCH_DIM_RW 87
#define ZEND_FETCH_OBJ_RW 88
#define ZEND_FETCH_IS 89
#define ZEND_FETCH_DIM_IS 90
#define ZEND_FETCH_OBJ_IS 91
#define ZEND_FETCH_FUNC_ARG 92
#define ZEND_FETCH_DIM_FUNC_ARG 93
#define ZEND_FETCH_OBJ_FUNC_ARG 94
#define ZEND_FETCH_UNSET 95
#define ZEND_FETCH_DIM_UNSET 96
#define ZEND_FETCH_OBJ_UNSET 97
#define ZEND_FETCH_DIM_TMP_VAR 98
#define ZEND_FETCH_CONSTANT 99
#define ZEND_GOTO 100
#define ZEND_EXT_STMT 101
#define ZEND_EXT_FCALL_BEGIN 102
#define ZEND_EXT_FCALL_END 103
#define ZEND_EXT_NOP 104
#define ZEND_TICKS 105
#define ZEND_SEND_VAR_NO_REF 106
#define ZEND_CATCH 107
#define ZEND_THROW 108
#define ZEND_FETCH_CLASS 109
#define ZEND_CLONE 110
#define ZEND_RETURN_BY_REF 111
#define ZEND_INIT_METHOD_CALL 112
#define ZEND_INIT_STATIC_METHOD_CALL 113
#define ZEND_ISSET_ISEMPTY_VAR 114
#define ZEND_ISSET_ISEMPTY_DIM_OBJ 115
#define ZEND_PRE_INC_OBJ 132
#define ZEND_PRE_DEC_OBJ 133
#define ZEND_POST_INC_OBJ 134
#define ZEND_POST_DEC_OBJ 135
#define ZEND_ASSIGN_OBJ 136
#define ZEND_INSTANCEOF 138
#define ZEND_DECLARE_CLASS 139
#define ZEND_DECLARE_INHERITED_CLASS 140
#define ZEND_DECLARE_FUNCTION 141
#define ZEND_RAISE_ABSTRACT_ERROR 142
#define ZEND_DECLARE_CONST 143
#define ZEND_ADD_INTERFACE 144
#define ZEND_DECLARE_INHERITED_CLASS_DELAYED 145
#define ZEND_VERIFY_ABSTRACT_CLASS 146
#define ZEND_ASSIGN_DIM 147
#define ZEND_ISSET_ISEMPTY_PROP_OBJ 148
#define ZEND_HANDLE_EXCEPTION 149
#define ZEND_USER_OPCODE 150
#define ZEND_JMP_SET 152
#define ZEND_DECLARE_LAMBDA_FUNCTION 153
#define ZEND_ADD_TRAIT 154
#define ZEND_BIND_TRAITS 155
#define ZEND_SEPARATE 156
#define ZEND_QM_ASSIGN_VAR 157
#define ZEND_JMP_SET_VAR 158
#define ZEND_DISCARD_EXCEPTION 159
#define ZEND_YIELD 160
#define ZEND_GENERATOR_RETURN 161
#define ZEND_FAST_CALL 162
#define ZEND_FAST_RET 163
#define ZEND_RECV_VARIADIC 164
#define ZEND_SEND_UNPACK 165
#define ZEND_POW 166
#define ZEND_ASSIGN_POW 167

0x3: opcode执行句柄: zend_op->handler

op的执行句柄，其类型为opcode_handler_t

typedef int (ZEND_FASTCALL *opcode_handler_t) (ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS);
这个函数指针为op定义了执行方式，每一种opcode字段都对应一个种类的handler，比如如果$a = 1;这样的代码生成的op，操作数为const和cv，最后就能确定handler为函数ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_HANDLER

/Zend/zend_vm_execute.h

void zend_init_opcodes_handlers(void)
{
static const opcode_handler_t labels[] = {
..
ZEND_ASSIGN_SPEC_CV_CONST_HANDLER,
..
}
}

0x4: opcpde操作数znode

操作数字段是_zend_op类型中比较重要的部分了，其中op1,op2,result三个操作数定义为znode类型

\php-5.6.17\Zend\zend_compile.h

typedef struct _znode { /* used only during compilation */
/*
这个int类型的字段定义znode操作数的类型
#define IS_CONST (1<<0) //表示常量，例如$a = 123; $b = "hello";这些代码生成OP后，123和"hello"都是以常量类型操作数存在
#define IS_TMP_VAR (1<<1) //表示临时变量，临时变量一般在前面加~来表示，这是一些OP执行过程中需要用到的中间变量，例如初始化一个数组的时候，就需要一个临时变量来暂时存储数组zval，然后将数组赋值给变量
#define IS_VAR (1<<2) //一般意义上的变量，以$开发表示
#define IS_UNUSED (1<<3) // Unused variable 
#define IS_CV (1<<4) // Compiled variable，这种类型的操作数比较重要，此类型是在PHP后来的版本中(大概5.1)中才出现，CV的意思是compiled variable，即编译后的变量，变量都是保存在一个符号表中，这个符号表是一个哈希表，如果每次读写变量的时候都需要到哈希表中去检索，会对效率有一定的影响，因此在执行上下文环境中，会将一些编译期间生成的变量缓存起来。此类型操作数一般以!开头表示，比如变量$a=123;$b="hello"这段代码，$a和$b对应的操作数可能就是!0和!1, 0和1相当于一个索引号，通过索引号从缓存中取得相应的值
*/
int op_type;
/*
此字段为一个联合体，根据op_type的不同，u取不同的值
1. op_type=IS_CONST的时候，u中的constant保存的就是操作数对应的zval结构
2. 例如$a=123时，123这个操作数中，u中的constant是一个IS_LONG类型的zval,其值lval为123 
*/
union {
znode_op op;
zval constant; /* replaced by literal/zv */
zend_op_array *op_array;
zend_ast *ast;
} u;
zend_uint EA; /* extended attributes */
} znode;

0x5: opcode编译后数组op_array

在zend_do_print函数中的第一行，我们注意到下面这行代码

zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);

PHP脚本代码被编译后产生的opcode保存在op_array中，其内部存储的结构如下

\php-5.6.17\Zend\zend_compile.h

struct _zend_op_array 
{
/* Common elements */
zend_uchar type;
const char *function_name; // 如果是用户定义的函数则，这里将保存函数的名字
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;
/* END of common elements */
zend_uint *refcount;
zend_op *opcodes; // opcode数组
zend_uint last;
zend_compiled_variable *vars;
int last_var;
zend_uint T;
zend_uint nested_calls;
zend_uint used_stack;
zend_brk_cont_element *brk_cont_array;
int last_brk_cont;
zend_try_catch_element *try_catch_array;
int last_try_catch;
zend_bool has_finally_block;
/* static variables support */
HashTable *static_variables;
zend_uint this_var;
const char *filename;
zend_uint line_start;
zend_uint line_end;
const char *doc_comment;
zend_uint doc_comment_len;
zend_uint early_binding; /* the linked list of delayed declarations */
zend_literal *literals;
int last_literal;
void **run_time_cache;
int last_cache_slot;
void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES];
};

整个PHP脚本代码被编译后的opcodes保存在这里，在执行的时候由下面的execute函数执行

ZEND_API void execute(zend_op_array *op_array TSRMLS_DC)
{
// ... 循环执行op_array中的opcode或者执行其他op_array中的opcode
}

每条opcode都有一个opcode_handler_t的函数指针字段，用于执行该opcode，PHP有三种方式来进行opcode的处理

1. CALL: PHP默认使用CALL的方式，也就是函数调用的方式
2. SWITCH: 由于opcode执行是每个PHP程序频繁需要进行的操作，可以使用SWITCH或者GOTO的方式来分发
3. GOTO: 通常GOTO的效率相对会高一些，不过效率是否提高依赖于不同的CPU
实际上我们会发现，在/zend/zend_language_parser.c中就是Zend的opcode翻译解释执行过程，其中包含了call、switch、goto三种opcode执行方式

这就是PHP为什么称之为解释型语言的内核原理，PHP在完成Lex词法解析后，在语法解析即生成产生式的时候，直接通过call、switch、goto的方式调用zend api进行即使解释执行

Relevant Link:

http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1325 http://php.net/manual/zh/internals2.opcodes.list.php http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1543 http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1324 http://www.nowamagic.net/librarys/veda/detail/1543 http://www.laruence.com/2008/06/18/221.html http://www.php-internals.com/book/"color: #0000ff">3. opcode翻译执行(即时解释执行)

Relevant Link:

http://www.php-internals.com/book/?p=chapt02/02-03-03-from-opcode-to-handler

以上所述本文给大家介绍的PHP内核学习教程之php opcode内核实现的相关知识，希望对大家有所帮助。

php_opcode,php内核学习教程

标签：

php_opcode,php内核学习教程

免责声明：本站文章均来自网站采集或用户投稿，网站不提供任何软件下载或自行开发的软件！如有用户或公司发现本站内容信息存在侵权行为，请邮件告知！ 858582#qq.com

狼山资源网 Copyright www.pvsay.com

评论“PHP内核学习教程之php opcode内核实现”

PHP内核学习教程之php opcode内核实现

暂无“PHP内核学习教程之php opcode内核实现”评论...

www.pvsay.com 狼山资源网

29,905影音资源

44,626技术资源

11,817软件资源

578,645站长资源

稳了！魔兽国服回归的3条重磅消息！官宣时间再确认！

昨天有一位朋友在大神群里分享，自己亚服账号被封号之后居然弹出了国服的封号信息对话框。

这里面让他访问的是一个国服的战网网址，com.cn和后面的zh都非常明白地表明这就是国服战网。
而他在复制这个网址并且进行登录之后，确实是网易的网址，也就是我们熟悉的停服之后国服发布的暴雪游戏产品运营到期开放退款的说明。这是一件比较奇怪的事情，因为以前都没有出现这样的情况，现在突然提示跳转到国服战网的网址，是不是说明了简体中文客户端已经开始进行更新了呢？

PHP内核学习教程之php opcode内核实现

php_opcode,php内核学习教程

PHP文件上传之多文件上传的实现思路

PHP编程入门的基本语法知识点总结

评论“PHP内核学习教程之php opcode内核实现”

稳了！魔兽国服回归的3条重磅消息！官宣时间再确认！

友情链接