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php內核分析之zval

　　學習PHP的同學對php內核方面的知識也許了解的還不是很清楚，那么下面小編就php內核之zval展開分析，希望對大家有用，更多內容請關注應屆畢業生網!

　　這里閱讀的php版本為PHP-7.1.0 RC3，閱讀代碼的平臺為linux

　　實際上，從這個函數開始，就已經進入到了zend引擎的范圍了。

　　zend_eval_string_ex(exec_direct, NULL, "Command line code", 1)

　　實際上是調用Zend/zend_execute_API.c

　　zend_eval_stringl_ex(str, strlen(str), retval_ptr, string_name, handle_exceptions);

　　再進去是調用

　　result = zend_eval_stringl(str, str_len, retval_ptr, string_name);

　　這里的retval_ptr為NULL，string_name為"Command line code", str為"echo 12;"

　　zend_eval_stringl

　　其實這個函數主流程并不復雜。簡化下來就如下

　　ZEND_API int zend_eval_stringl(char *str, size_t str_len, zval *retval_ptr, char *string_name) /* {{{ */

　　{

　　...

　　new_op_array = zend_compile_string(&pv, string_name); // 這個是把php代碼編譯成為opcode的過程

　　...

　　zend_execute(new_op_array, &local_retval); // 這個是具體的.執行過程，執行opcode，把結果存儲到local_retval中

　　...

　　retval = SUCCESS;

　　return retval;

　　}

　　先把php編譯為opcode，然后執行這個opcode。只是這個函數有一些關鍵的結構需要理一下。

　　zval

　　我們會看到

　　zval local_retval;

　　這樣的變量，然后會對這個變量進行如下操作：

　　ZVAL_UNDEF(&local_retval);

　　ZVAL_NULL(z)

　　ZVAL_FALSE(z)

　　ZVAL_TRUE(z)

　　ZVAL_BOOL(z, b)

　　ZVAL_LONG(z, l)

　　ZVAL_DOUBLE(z, d)

　　ZVAL_STR(z, s)

　　ZVAL_INTERNED_STR(z, s)

　　ZVAL_NEW_STR(z, s)

　　ZVAL_STR_COPY(z, s)

　　ZVAL_ARR(z, a)

　　ZVAL_NEW_ARR(z)

　　ZVAL_NEW_PERSISTENT_ARR(z)

　　ZVAL_OBJ(z, o)

　　ZVAL_RES(z, r)

　　ZVAL_NEW_RES(z, h, p, t)

　　ZVAL_NEW_PERSISTENT_RES(z, h, p, t)

　　ZVAL_REF(z, r)

　　ZVAL_NEW_EMPTY_REF(z)

　　ZVAL_NEW_REF(z, r)

　　ZVAL_NEW_PERSISTENT_REF(z, r)

　　ZVAL_NEW_AST(z, a)

　　ZVAL_INDIRECT(z, v)

　　ZVAL_PTR(z, p)

　　ZVAL_FUNC(z, f)

　　ZVAL_CE(z, c)

　　ZVAL_ERROR(z)

　　php是一個弱類型的語言，它可以用一個$var來代表string，int，array，object等。這個就是歸功于zval_struct結構

　　// zval的結構

　　struct _zval_struct {

　　zend_value value; // 存儲具體值，它的結構根據類型不同而不同

　　union {

　　struct {

　　ZEND_ENDIAN_LOHI_4(

　　zend_uchar type, // 這個位置標記了這個val是什么類型的(IS_STRING/IS_INT)

　　zend_uchar type_flags, // 這個位置標記了這個val是什么屬性 (IS_CALLABLE等)

　　zend_uchar const_flags, // 常量的一些屬性 (IS_CONSTANT_CLASS)

　　zend_uchar reserved) // 保留的一些字段

　　} v;

　　uint32_t type_info; // 類型的一些額外信息

　　} u1; // 保存類型的一些關鍵信息

　　union {

　　uint32_t next; // 如果是在hash鏈表中，這個指針代表下一個元素的index

　　uint32_t cache_slot; /* literal cache slot */

　　uint32_t lineno; /* line number (for ast nodes) */

　　uint32_t num_args; /* arguments number for EX(This) */

　　uint32_t fe_pos; /* foreach position */

　　uint32_t fe_iter_idx; /* foreach iterator index */

　　uint32_t access_flags; /* class constant access flags */

　　uint32_t property_guard; /* single property guard */

　　} u2; // 一些附屬字段

　　};

　　這個接口最重要的兩個字段是 value，存儲變量的值。另一個是u1.v.type 存儲變量的`類型。這里，value也是一個結構

　　typedef union _zend_value {

　　zend_long lval; /* long value */

　　double dval; /* double value */

　　zend_refcounted *counted;

　　zend_string *str; // string

　　zend_array *arr; // array

　　zend_object *obj; // object

　　zend_resource *res; // resource

　　zend_reference *ref; // 指針

　　zend_ast_ref *ast; // ast指針

　　zval *zv;

　　void *ptr;

　　zend_class_entry *ce; // class實體

　　zend_function *func; // 函數實體

　　struct {

　　uint32_t w1;

　　uint32_t w2;

　　} ww;

　　} zend_value;

　　如果u1.v.type == IS_STRING, 那么value.str就是指向了zend_string結構。好了，php的垃圾回收是通過引用計數來進行的，這個引用計數的計數器就放在zval.value.counted里面。

　　我們對zval設置的時候設置了一些宏來進行設置，比如：ZVAL_STRINGL是設置string，我們仔細看下調用堆棧：

　　ZVAL_STRINGL(&pv, str, str_len); // 把pv設置為string類型，值為str

　　這個函數就是把pv設置為zend_string類型

　　// 帶字符串長度的設置zend_sting類型的zval

　　#define ZVAL_STRINGL(z, s, l) do { \

　　ZVAL_NEW_STR(z, zend_string_init(s, l, 0)); \

　　} while (0)

　　注意到，這里使用了一個寫法，do {} while(0) 來設置一個宏，這個是C里面比較好的寫法，這樣寫，能保證宏中定義的東西在for，if，等各種流程語句中不會出現語法錯誤。不過其實我們學習代碼的時候，可以忽略掉這個框框寫法。

　　zend_string_init(s, l, 0)

　　...

　　// 從char* + 長度 + 是否是臨時變量(persistent為0表示最遲這個申請的空間在請求結束的時候就進行釋放)，轉變為zend_string*

　　static zend_always_inline zend_string *zend_string_init(const char *str, size_t len, int persistent)

　　{

　　zend_string *ret = zend_string_alloc(len, persistent); // 申請空間，申請的大小為zend_string結構大小(除了val)+ len + 1

　　memcpy(ZSTR_VAL(ret), str, len);

　　ZSTR_VAL(ret)[len] = '\0';

　　return ret;

　　}

　　這個函數可以看的點有幾個:

　　persistent

　　這個參數是用來代表申請的空間是不是“臨時”的。這里說的臨時是zend提供的一種內存管理器，相關請求數據只服務于單個請求，最遲會在請求結束的時候釋放。

　　臨時內存申請對應的函數為：

　　void *emalloc(size_t size)

　　而永久內存申請對應的函數為：

　　malloc

　　zend_string_alloc

　　static zend_always_inline zend_string *zend_string_alloc(size_t len, int persistent)

　　{

　　zend_string *ret = (zend_string *)pemalloc(ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(_ZSTR_STRUCT_SIZE(len)), persistent);

　　GC_REFCOUNT(ret) = 1;

　　GC_TYPE_INFO(ret) = IS_STRING | ((persistent ? IS_STR_PERSISTENT : 0) << 8);

　　zend_string_forget_hash_val(ret);

　　ZSTR_LEN(ret) = len;

　　return ret;

　　}

　　我們先看看zend_string的結構：

　　// 字符串

　　struct _zend_string {

　　zend_refcounted_h gc; // gc使用的被引用的次數

　　zend_ulong h; // 如果這個字符串作為hashtable的key在查找時候需要重復計算它的hash值，所以保存一份在這里

　　size_t len; // 字符串長度

　　char val[1]; // 柔性數組，雖然我們定義了數組只有一個元素，但是在實際分配內存的時候，會分配足夠的內存

　　};

　　_ZSTR_STRUCT_SIZE(len) gc+h+len的空間，最后給了val留了len+1的長度

　　#define _ZSTR_STRUCT_SIZE(len) (_ZSTR_HEADER_SIZE + len + 1)

　　## GC_REFCOUNT(ret) = 1;

　　#define GC_REFCOUNT(p) (p)->gc.refcount

　　這里就看到一個結構zend_refcounted_h

　　typedef struct _zend_refcounted_h {

　　uint32_t refcount; // 真正的計數

　　union {

　　struct {

　　ZEND_ENDIAN_LOHI_3(

　　zend_uchar type, // 冗余了zval中的類型值

　　zend_uchar flags, // used for strings & objects中有特定作用

　　uint16_t gc_info) // 在GC緩沖區中的.索引位置

　　} v;

　　uint32_t type_info; // 冗余zval中的type_info

　　} u; // 類型信息

　　} zend_refcounted_h;

　　回到我們的實例，我們調用的是

　　zend_string_init(s, l, 0) // s=char*(echo 12;) l=8

　　返回的zend_string實際值為：

　　struct _zend_string {

　　struct {

　　uint32_t refcount; // 1

　　union {

　　struct {

　　ZEND_ENDIAN_LOHI_3(

　　zend_uchar type, // IS_STRING

　　zend_uchar flags,

　　uint16_t gc_info)

　　} v;

　　uint32_t type_info; //IS_STRING | 0 => IS_STRING

　　} u;

　　} gc;

　　zend_ulong h; // 0

　　size_t len; // 8

　　char val[1]; // echo 12;\0

　　};

　　結合到zval里面，那么ZVAL_STRINGL(&pv, str, str_len);返回的zval為

　　// zval的結構

　　struct _zval_struct {

　　union _zend_value {

　　zend_long lval;

　　double dval;

　　zend_refcounted *counted;

　　zend_string *str; // 指向到上面定義的那個zend_string中

　　zend_array *arr;

　　zend_object *obj;

　　zend_resource *res;

　　zend_reference *ref;

　　zend_ast_ref *ast;

　　zval *zv;

　　void *ptr;

　　zend_class_entry *ce;

　　zend_function *func;

　　struct {

　　uint32_t w1;

　　uint32_t w2;

　　} ww;

　　} value;

　　union {

　　struct {

　　ZEND_ENDIAN_LOHI_4(

　　zend_uchar type,

　　zend_uchar type_flags,

　　zend_uchar const_flags,

　　zend_uchar reserved)

　　} v;

　　uint32_t type_info; // IS_STRING_EX

　　} u1;

　　union {

　　uint32_t next;

　　uint32_t cache_slot;

　　uint32_t lineno;

　　uint32_t num_args;

　　uint32_t fe_pos;

　　uint32_t fe_iter_idx;

　　uint32_t access_flags;

　　uint32_t property_guard;

　　} u2;

　　};

　　這里，就對zval結構有初步了解了。

　　另外建議記住幾個常用的類型，后續調試的時候會很有用

　　/* regular data types */

　　#define IS_UNDEF 0

　　#define IS_NULL 1

　　#define IS_FALSE 2

　　#define IS_TRUE 3

　　#define IS_LONG 4

　　#define IS_DOUBLE 5

　　#define IS_STRING 6

　　#define IS_ARRAY 7

　　#define IS_OBJECT 8

　　#define IS_RESOURCE 9

　　#define IS_REFERENCE 10

　　/* constant expressions */

　　#define IS_CONSTANT 11

　　#define IS_CONSTANT_AST 12

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php內核分析之zval

zend_eval_stringl

zval

persistent

　　zend_eval_stringl

　　zval

　　persistent