奥门新浦京官方网站深入理解PHP内核(十二)函数-函数的定义、传参及返回值

在开发过程中,函数的返回值类型应该是确定不变的,但PHP是弱类型的语言,

原文链接:

本文只探讨纯粹的函数,并不包含方法。对于方法,会放到类、对象中一起研究。

所以PHP是没有此类语法验证的,正因为如此,造成了很多坑坑。

一、函数的定义

想讲清楚在zend
vm中,函数如何被正确的编译成op指令、如何发生参数传递、如何模拟调用栈、如何切换作用域等等,的确是一个很大范畴的话题。但为了弄明白php的原理,必须要攻克它。

比如下面的代码:

  用户函数的定义从function 关键字开始,如下

对函数的研究,大致可以分成两块。第一块是函数体的编译,主要涉及到如何将函数转化成zend_op指令。第二块是研究函数的调用,涉及到函数调用语句的编译,以及函数如何被执行等topic。这里先来看看函数如何被编译,我们下一篇再讲函数的调用。

<?php
function getArticles(…){
$arrData = array();
if($exp1){
return $arrData;
}else if($exp2){
return 1;
}else{
return false;
}

}
$arrData =getArticles(…);
foreach($arrData as $record){
//do something.
….
}
?>

function foo($var) {    echo $var;
}

函数的编译

对函数进行编译,最终目的是为了生成一份对应的zend op指令集,除了zend
op指令集,编译函数还会产生其他一些相关的数据,比如说函数名称、参数列表信息、compiled
variables,甚至函数所在文件、起始行数等等。这些信息作为编译的产出,都需要保存起来。

保存这些编译产出的数据结构,正是上一节中所描述的zend_op_array。在这个系列的文章中,均会以op_array作为简称。

下面列出了一个简单的例子:

<?php
function foo($arg1)
{
    print($arg1);
}

$bar = 'hello php';
foo($bar);

这段代码包含了一个最简单的函数示例。

在这样一份php脚本中,最终其实会产生两个op_array。一个是由函数foo编译而来,另一个则是由除去函数foo之外代码编译生成的。同理可以推出,假如一份php脚本其中包含有2个函数和若干语句,则最终会产生3个op_array。也就是说,每个函数最终都会被编译成一个对应的op_array。

刚才提到,op_array中有一些字段是和函数息息相关的。比如function_name代表着函数的名称,比如num_args代表了函数的参数个数,比如required_num_args代表了必须的参数个数,比如arg_info代表着函数的参数信息…etc。

下面会继续结合这段代码,来研究foo函数详细的编译过程。

函数getArticles根据不同的条件返回不同类型的值,有bool、int、还有数组,正常情况这类函数是希望返回数组,然后拿数组去做一些其他操作,

  1、词法分析

1、语法定义

从zend_language_parser.y文件中可以看出,函数的语法分析大致涉及如下几个推导式:

top_statement:
        statement                          { zend_verify_namespace(TSRMLS_C); }
    |    function_declaration_statement    { zend_verify_namespace(TSRMLS_C); zend_do_early_binding(TSRMLS_C); }
    |    class_declaration_statement       { zend_verify_namespace(TSRMLS_C); zend_do_early_binding(TSRMLS_C); }
    ...

function_declaration_statement:
    unticked_function_declaration_statement { DO_TICKS(); }
;

unticked_function_declaration_statement:
    function is_reference T_STRING { zend_do_begin_function_declaration(&$1, &$3, 0, $2.op_type, NULL TSRMLS_CC); }
    '(' parameter_list ')' '{' inner_statement_list '}' { zend_do_end_function_declaration(&$1 TSRMLS_CC); }
;

is_reference:
        /* empty */    { $$.op_type = ZEND_RETURN_VAL; }
    |    '&'            { $$.op_type = ZEND_RETURN_REF; }
;

parameter_list:
        non_empty_parameter_list
    |    /* empty */
;

non_empty_parameter_list:
        optional_class_type T_VARIABLE              { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$2, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV, &tmp, &$$, NULL, &$1, &$2, 0 TSRMLS_CC); }
    |   optional_class_type '&' T_VARIABLE          { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$3, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV, &tmp, &$$, NULL, &$1, &$3, 1 TSRMLS_CC); }
    |   optional_class_type '&' T_VARIABLE '=' static_scalar    { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$3, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV_INIT, &tmp, &$$, &$5, &$1, &$3, 1 TSRMLS_CC); }
    |   optional_class_type T_VARIABLE '=' static_scalar    { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$2, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV_INIT, &tmp, &$$, &$4, &$1, &$2, 0 TSRMLS_CC); }
    |   non_empty_parameter_list ',' optional_class_type T_VARIABLE              { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$4, 0 TSRMLS_CC); $$=$1; Z_LVAL($$.u.constant)++; zend_do_receive_arg(ZEND_RECV, &tmp, &$$, NULL, &$3, &$4, 0 TSRMLS_CC); }
    |   non_empty_parameter_list ',' optional_class_type '&' T_VARIABLE            { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$5, 0 TSRMLS_CC); $$=$1; Z_LVAL($$.u.constant)++; zend_do_receive_arg(ZEND_RECV, &tmp, &$$, NULL, &$3, &$5, 1 TSRMLS_CC); }
    |   non_empty_parameter_list ',' optional_class_type '&' T_VARIABLE  '=' static_scalar { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$5, 0 TSRMLS_CC); $$=$1; Z_LVAL($$.u.constant)++; zend_do_receive_arg(ZEND_RECV_INIT, &tmp, &$$, &$7, &$3, &$5, 1 TSRMLS_CC); }
    |   non_empty_parameter_list ',' optional_class_type T_VARIABLE '=' static_scalar    { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$4, 0 TSRMLS_CC); $$=$1; Z_LVAL($$.u.constant)++; zend_do_receive_arg(ZEND_RECV_INIT, &tmp, &$$, &$6, &$3, &$4, 0 TSRMLS_CC); }
;

这里并没有截取完整,主要是缺少函数体内语句的语法分析,但已经足够我们弄清楚编译过程中的一些细节。

函数体内的语句,其对应的语法为inner_statement_list。inner_statement_list和函数体之外一般的语句并无二致,可以简单当成普通的语句来编译。

最重要的是看下unticked_function_declaration_statement,它定义了函数语法的骨架,同时还可以看出,函数编译中会执行zend_do_begin_function_declaration以及zend_do_end_function_declaration。这两步分别对应着下文提到的开始编译和结束编译。我们先来看zend_do_begin_function_declaration。

可因为函数返回值类型不固定,调用时就很可能产生各种预想不到的坑,

  在Zend/zend_language_scanner.l中我们找到如下所示的代码:

2、开始编译

当zend
vm的语法分析器遇到一段函数声明时,会尝试开始编译函数,这是通过执行zend_do_begin_function_declaration来完成的。

有两点:

1,函数是否返回引用,通过is_reference判断。可以看到在对is_reference进行语法分析时,可能会将op_type赋予ZEND_RETURN_VAL或ZEND_RETURN_REF。根据我们文章开始给出的php代码示例,函数foo并不返回引用,因此这里$2.op_type为ZEND_RETURN_VAL。

话说由 function & func_name() { …
} 这种形式来决定是否返回引用,已经很古老了,还是在CI框架中见过,现在很少这么写。但是php做了兼容,所以即使采用这种很陈旧的语法,也能够被正确识别。

2,zend_do_begin_function_declaration接受的第一个参数,是对function字面进行词法分析生成的znode。这个znode被使用得非常巧妙,因为在编译函数时,zend
vm必须将CG(active_op_array)切换成函数自己的op_array,以便于存储函数的编译结果,当函数编译完成之后,zend
vm又需要将将CG(active_op_array)恢复成函数体外层的op_array。利用该znode保存函数体外的op_array,可以很方便的在函数编译结束时进行CG(active_op_array)恢复,具体后面会讲到。

研究下zend_do_begin_function_declaration的实现,比较长,我们分段来看:

// 声明函数会变编译成的op_array
zend_op_array op_array;

// 函数名、长度、起始行数
char *name = function_name->u.constant.value.str.val;
int name_len = function_name->u.constant.value.str.len;
int function_begin_line = function_token->u.opline_num;
zend_uint fn_flags;
char *lcname;
zend_bool orig_interactive;
ALLOCA_FLAG(use_heap)

if (is_method) {
    ...
} else {
    fn_flags = 0;
}

// 对函数来说,fn_flags没用,对方法来说,fn_flags指定了方法的修饰符
if ((fn_flags & ZEND_ACC_STATIC) && (fn_flags & ZEND_ACC_ABSTRACT) && !(CG(active_class_entry)->ce_flags & ZEND_ACC_INTERFACE)) {
    zend_error(E_STRICT, "Static function %s%s%s() should not be abstract", is_method ? CG(active_class_entry)->name : "", is_method ? "::" : "", Z_STRVAL(function_name->u.constant));
}

这段代码一开始就印证了我们先前的说法,每个函数都有一份自己的op_array。所以会在开头先声明一个op_array变量。

// 第一个znode参数的妙处,它记录了当前的CG(active_op_array)
function_token->u.op_array = CG(active_op_array);
lcname = zend_str_tolower_dup(name, name_len);

// 对op_array进行初始化,强制op_array.fn_flags会被初始化为0
orig_interactive = CG(interactive);
CG(interactive) = 0;
init_op_array(&op_array, ZEND_USER_FUNCTION, INITIAL_OP_ARRAY_SIZE TSRMLS_CC);
CG(interactive) = orig_interactive;

// 对op_array的一些设置
op_array.function_name = name;
op_array.return_reference = return_reference;
op_array.fn_flags |= fn_flags;
op_array.pass_rest_by_reference = 0;
op_array.scope = is_method ? CG(active_class_entry):NULL;
op_array.prototype = NULL;
op_array.line_start = zend_get_compiled_lineno(TSRMLS_C);

function_token便是对function字面进行词法分析而生成的znode。这段代码一开始,就让它保存当前的CG(active_op_array),即函数体之外的op_array。保存好CG(active_op_array)之后,便会开始对函数自己的op_array进行初始化。

因此我就想,既然不能规范,那直接强制好了。

<ST_IN_SCRIPTING>"function" {    return T_FUNCTION;
}

op_array.fn_flags是个多功能字段,还记得上一篇中提到的交互式么,如果php以交互式打开,则op_array.fn_flags会被初始化为ZEND_ACC_INTERACTIVE,否则会被初始化为0。这里在init_op_array之前设置CG(interactive)

0,便是确保op_array.fn_flags初始化为0。随后会进一步执行op_array.fn_flags
|=
fn_flags,如果是在方法中,则op_array.fn_flags含义为static、abstract、final等修饰符,对函数来讲,op_array.fn_flags依然是0。

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

// 如果处于命名空间,则函数名还需要加上命名空间
if (CG(current_namespace)) {
    /* Prefix function name with current namespace name */
    znode tmp;

    tmp.u.constant = *CG(current_namespace);
    zval_copy_ctor(&tmp.u.constant);
    zend_do_build_namespace_name(&tmp, &tmp, function_name TSRMLS_CC);
    op_array.function_name = Z_STRVAL(tmp.u.constant);
    efree(lcname);
    name_len = Z_STRLEN(tmp.u.constant);
    lcname = zend_str_tolower_dup(Z_STRVAL(tmp.u.constant), name_len);
}

// 设置opline
opline->opcode = ZEND_DECLARE_FUNCTION;
// 第一个操作数
opline->op1.op_type = IS_CONST;
build_runtime_defined_function_key(&opline->op1.u.constant, lcname, name_len TSRMLS_CC);
// 第二个操作数
opline->op2.op_type = IS_CONST;
opline->op2.u.constant.type = IS_STRING;
opline->op2.u.constant.value.str.val = lcname;
opline->op2.u.constant.value.str.len = name_len;
Z_SET_REFCOUNT(opline->op2.u.constant, 1);
opline->extended_value = ZEND_DECLARE_FUNCTION;

// 切换CG(active_op_array)成函数自己的op_array
zend_hash_update(CG(function_table), opline->op1.u.constant.value.str.val, opline->op1.u.constant.value.str.len, &op_array, sizeof(zend_op_array), (void **) &CG(active_op_array));

上面这段代码很关键。有几点要说明的:

1,如果函数是处于命名空间中,则其名称会被扩展成命名空间函数名。比如:

<?php
namespace MyProject;

function foo($arg1, $arg2 = 100)
{
    print($arg1);
}

则会将函数名改为MyProjectfoo。扩展工作由zend_do_build_namespace_name来完成。

2,build_runtime_defined_function_key会生成一个“key”。除了用到函数名称之外,还用到了函数所在文件路径、代码在内存中的地址等等。具体的实现可以自行阅读。将函数放进CG(function_table)时,用的键便是这个“key”。

以我的机器为例,上述函数foo生成的key为:

00foo/home/work/foo.php00ABEBBF

从这个key中能直观的看出函数名,所在文件路径这两个信息。

3,代码中的op_line获取时,尚未发生CG(active_op_array)的切换。也就是说,op_line依然是外层op_array的一条指令。该指令具体为ZEND_DECLARE_FUNCTION,有两个操作数,第一个操作数保存了第二点中提到的“key”,第二个操作数则保存了形如”myprojectfoo”这样的函数名(小写)。

4,这段代码的最后,将函数自身对应的op_array存放进了CG(function_table),同时,完成了CG(active_op_array)的切换。从这条语句开始,CG(active_op_array)便开始指向函数自己的op_array,而不再是函数体外层的op_array了。

继续来看zend_do_begin_function_declaration的最后一段:

// 需要debuginfo,则函数体内的第一条zend_op,为ZEND_EXT_NOP
if (CG(compiler_options) & ZEND_COMPILE_EXTENDED_INFO) {
    zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);

    opline->opcode = ZEND_EXT_NOP;
    opline->lineno = function_begin_line;
    SET_UNUSED(opline->op1);
    SET_UNUSED(opline->op2);
}

// 控制switch和foreach内声明的函数
{
    /* Push a seperator to the switch and foreach stacks */
    zend_switch_entry switch_entry;

    switch_entry.cond.op_type = IS_UNUSED;
    switch_entry.default_case = 0;
    switch_entry.control_var = 0;

    zend_stack_push(&CG(switch_cond_stack), (void *) &switch_entry, sizeof(switch_entry));

    {
        /* Foreach stack separator */
        zend_op dummy_opline;

        dummy_opline.result.op_type = IS_UNUSED;
        dummy_opline.op1.op_type = IS_UNUSED;

        zend_stack_push(&, (void *) &dummy_opline, sizeof(zend_op));
    }
}

// 保存函数的注释语句
if (CG(doc_comment)) {
    CG(active_op_array)->doc_comment = CG(doc_comment);
    CG(active_op_array)->doc_comment_len = CG(doc_comment_len);
    CG(doc_comment) = NULL;
    CG(doc_comment_len) = 0;
}

// 作用和上面switch,foreach是一样的,函数体内的语句并不属于函数体外的label
zend_stack_push(&CG(labels_stack), (void *) &CG(labels), sizeof(HashTable*));
CG(labels) = NULL;

可能初学者会对CG(switch_cond_stack),CG(foreach_copy_stack),CG(labels_stack)等字段有疑惑。其实也很好理解。以CG(labels_stack)为例,由于进入函数体内之后,op_array发生了切换,外层的CG(active_op_array)被保存到function
znode的u.op_array中(如果记不清楚了回头看上文:-))。因此函数外层已经被parse出的一些label也需要被保存下来,用的正是CG(labels_stack)来保存。当函数体完成编译之后,zend
vm可以从CG(labels_stack)中恢复出原先的label。举例来说,

<?php
label1:
function foo($arg1)
{
    print($arg1);
    goto label2;

label2:
    exit;
}

$bar = 'hello php';
foo($bar);

解释器在进入zend_do_begin_function_declaration时,CG(labels)中保存的是“label1”。当解释器开始编译函数foo,则需要将“label1”保存到CG(labels_stack)中,同时清空CG(labels)。因为在编译foo的过程中,CG(labels)会保存“labe2”。当foo编译完成,会利用CG(labels_stack)来恢复CG(labels),则CG(labels)再次变成“label1”。

至此,整个zend_do_begin_function_declaration过程已经全部分析完成。最重要的是,一旦完成zend_do_begin_function_declaration,CG(active_op_array)就指向了函数自身对应的op_array。同时,也利用生成的“key”在CG(function_table)中替函数占了一个位。

函数/方法返回值可以强制类型,如 图

  它所表示的含义是function将会生成T_FUNCTION标记。在获取这个标记后,我们开始语法分析。

3、编译参数列表

函数可以定义为不接受任何参数,对于参数列表为空的情况,其实不做任何处理。我们前文的例子foo函数,接受了一个参数$arg1,我们下面还是分析有参数的情况。

根据语法推导式non_empty_parameter_list的定义,参数列表一共有8种,前4种对应的是一个参数,后4种对应多个参数。我们只关心前4种,后4种编译的过程,仅仅是重复前4种的步骤而已。

optional_class_type T_VARIABLE             { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$2, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV, &tmp, &$$, NULL, &$1, &$2, 0 TSRMLS_CC); }
optional_class_type '&' T_VARIABLE          { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$3, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV, &tmp, &$$, NULL, &$1, &$3, 1 TSRMLS_CC); }
optional_class_type '&' T_VARIABLE '=' static_scalar    { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$3, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV_INIT, &tmp, &$$, &$5, &$1, &$3, 1 TSRMLS_CC); }
optional_class_type T_VARIABLE '=' static_scalar    { znode tmp;  fetch_simple_variable(&tmp, &$2, 0 TSRMLS_CC); $$.op_type = IS_CONST; Z_LVAL($$.u.constant)=1; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_LONG; INIT_PZVAL(&$$.u.constant); zend_do_receive_arg(ZEND_RECV_INIT, &tmp, &$$, &$4, &$1, &$2, 0 TSRMLS_CC); }

前4种情况,具体又可以分为2类,1类没有默认值,区别只在于参数的传递是否采用引用,而另1类,都有默认值“static_scalar”。

实际上区别并不大,它们的语法分析的处理过程也几乎一致。都是先调用fetch_simple_variable,再执行zend_do_receive_arg。有没有默认值,区别也仅仅在于zend_do_receive_arg的参数,会不会将默认值传递进去。先来看fetch_simple_variable。

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  2、语法分析

3.1 fetch_simple_variable

fetch_simple_variable是用来获取compiled variables索引的。compiled
variables被视作php的性能提升手段之一,因为它利用数组存储了变量,而并非内核中普遍使用的HashTable。这里可以看出,函数的任何一个参数,均会被编译为compiled
variables,compiled
variables被保存在函数体op_array->vars数组中。虽然根据变量名称去HashTable查询,效率并不低。但显然根据索引去op_array->vars数组中获取变量,会更加高效。

void fetch_simple_variable_ex(znode *result, znode *varname, int bp, zend_uchar op TSRMLS_DC) /* {{{ */
{
    zend_op opline;
    ...

    if (varname->op_type == IS_CONST) {
        if (Z_TYPE(varname->u.constant) != IS_STRING) {
            convert_to_string(&varname->u.constant);
        }
        if (!zend_is_auto_global(varname->u.constant.value.str.val, varname->u.constant.value.str.len TSRMLS_CC) &&
            !(varname->u.constant.value.str.len == (sizeof("this")-1) && !memcmp(varname->u.constant.value.str.val, "this", sizeof("this"))) &&
            (CG(active_op_array)->last == 0 || CG(active_op_array)->opcodes[CG(active_op_array)->last-1].opcode != ZEND_BEGIN_SILENCE)) {

            // 节点的类型为IS_CV,表明是compiled variables
            result->op_type = IS_CV;

            // 用u.var来记录compiled variables在CG(active_op_array)->vars中的索引
            result->u.var = lookup_cv(CG(active_op_array), varname->u.constant.value.str.val, varname->u.constant.value.str.len);
            result->u.EA.type = 0;
            varname->u.constant.value.str.val = CG(active_op_array)->vars[result->u.var].name;
            return;
        }
    }
    ...
}

这里不做详细的分析了。当fetch_simple_variable获取索引之后,znode中就不必再保存变量的名称,取而代之的是变量在vars数组中的索引,即znode->u.var,其类型为int。fetch_simple_variable完成,会进入zend_do_receive_arg。

支持四种强制类型限制:int、array、bool、object,当返回值与函数声明中的类型不匹配时,抛出warning,本来想抛出error,但是觉得

  在Zend/zend_language_parser.y文件中找到函数的声明过程标记如下:

3.2 zend_do_receive_arg

zend_do_receive_arg目的是生成一条zend
op指令,可以称作RECV。

一般而言,除非函数不存在参数,否则RECV是函数的第一条指令(这里表述不准,有extend
info时也不是第一条)。该指令的opcode可能为ZEND_RECV或者ZEND_RECV_INIT,取决于是否有默认值。如果参数没有默认值,指令等于ZEND_RECV,有默认值,则为ZEND_RECV_INIT。zend_do_receive_arg的第二个参数,就是上面提到的compiled
variables节点。

分析下zend_do_receive_arg的源码,也是分几段来看:

zend_op *opline;
zend_arg_info *cur_arg_info;

// class_type主要用于限制函数参数的类型
if (class_type->op_type == IS_CONST && Z_TYPE(class_type->u.constant) == IS_STRING && Z_STRLEN(class_type->u.constant) == 0) {
    /* Usage of namespace as class name not in namespace */
    zval_dtor(&class_type->u.constant);
    zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Cannot use 'namespace' as a class name");
    return;
}

// 对静态方法来说,参数不能为this
if (var->op_type == IS_CV && var->u.var == CG(active_op_array)->this_var && (CG(active_op_array)->fn_flags & ZEND_ACC_STATIC) == 0) {
    zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Cannot re-assign $this");
} else if (var->op_type == IS_VAR && CG(active_op_array)->scope && ((CG(active_op_array)->fn_flags & ZEND_ACC_STATIC) == 0) && (Z_TYPE(varname->u.constant) == IS_STRING) && (Z_STRLEN(varname->u.constant) == sizeof("this")-1) && (memcmp(Z_STRVAL(varname->u.constant), "this", sizeof("this")) == 0)) {
    zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Cannot re-assign $this");
}

// CG(active_op_array)此时已经是函数体的op_array了,这里拿一条指令
opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
CG(active_op_array)->num_args++;
opline->opcode = op;
opline->result = *var;

// op1节点表明是第几个参数
opline->op1 = *offset;

// op2节点可能为初始值,也可能为UNUSED
if (op == ZEND_RECV_INIT) {
    opline->op2 = *initialization;
} else {
    CG(active_op_array)->required_num_args = CG(active_op_array)->num_args;
    SET_UNUSED(opline->op2);
}

上面这段代码,首先通过get_next_op(CG(active_op_array)
TSRMLS_CC)一句获取了opline,opline是未被使用的一条zend_op指令。紧接着,会对opline的各个字段进行设置。opline->op1表明这是第几个参数,opline->op2可能为初始值,也可能被设置为UNUSED。

如果一个参数有默认值,那么在调用函数时,其实是可以不用传递该参数的。所以,required_num_args不会将这类非必须的参数算进去的。可以看到,在op
== ZEND_RECV_INIT这段逻辑分支中,并没有处理required_num_args。

继续来看:

// 这里采用erealloc进行分配,因为期望最终会形成一个参数信息的数组
CG(active_op_array)->arg_info = erealloc(CG(active_op_array)->arg_info, sizeof(zend_arg_info)*(CG(active_op_array)->num_args));

// 设置当前的zend_arg_info
cur_arg_info = &CG(active_op_array)->arg_info[CG(active_op_array)->num_args-1];
cur_arg_info->name = estrndup(varname->u.constant.value.str.val, varname->u.constant.value.str.len);
cur_arg_info->name_len = varname->u.constant.value.str.len;
cur_arg_info->array_type_hint = 0;
cur_arg_info->allow_null = 1;
cur_arg_info->pass_by_reference = pass_by_reference;
cur_arg_info->class_name = NULL;
cur_arg_info->class_name_len = 0;

// 如果需要对参数做类型限定
if (class_type->op_type != IS_UNUSED) {
    cur_arg_info->allow_null = 0;

    // 限定为类
    if (class_type->u.constant.type == IS_STRING) {
        if (ZEND_FETCH_CLASS_DEFAULT == zend_get_class_fetch_type(Z_STRVAL(class_type->u.constant), Z_STRLEN(class_type->u.constant))) {
            zend_resolve_class_name(class_type, &opline->extended_value, 1 TSRMLS_CC);
        }
        cur_arg_info->class_name = class_type->u.constant.value.str.val;
        cur_arg_info->class_name_len = class_type->u.constant.value.str.len;

        // 如果限定为类,则参数的默认值只能为NULL
        if (op == ZEND_RECV_INIT) {
            if (Z_TYPE(initialization->u.constant) == IS_NULL || (Z_TYPE(initialization->u.constant) == IS_CONSTANT && !strcasecmp(Z_STRVAL(initialization->u.constant), "NULL"))) {
                cur_arg_info->allow_null = 1;
            } else {
                zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Default value for parameters with a class type hint can only be NULL");
            }
        }
    }
    // 限定为数组
    else {
        // 将array_type_hint设置为1
        cur_arg_info->array_type_hint = 1;
        cur_arg_info->class_name = NULL;
        cur_arg_info->class_name_len = 0;

        // 如果限定为数组,则参数的默认值只能为数组或NULL
        if (op == ZEND_RECV_INIT) {
            if (Z_TYPE(initialization->u.constant) == IS_NULL || (Z_TYPE(initialization->u.constant) == IS_CONSTANT && !strcasecmp(Z_STRVAL(initialization->u.constant), "NULL"))) {
                cur_arg_info->allow_null = 1;
            } else if (Z_TYPE(initialization->u.constant) != IS_ARRAY && Z_TYPE(initialization->u.constant) != IS_CONSTANT_ARRAY) {
                zend_error(E_COMPILE_ERROR, "Default value for parameters with array type hint can only be an array or NULL");
            }
        }
    }
}
opline->result.u.EA.type |= EXT_TYPE_UNUSED;

这部分代码写的很清晰。注意,对于限定为数组的情况,class_type的op_type会被设置为IS_CONST,而u.constant.type会被设置为IS_NULL:

optional_class_type:
        /* empty */         { $$.op_type = IS_UNUSED; }
    |   fully_qualified_class_name  { $$ = $1; }
    |   T_ARRAY             { $$.op_type = IS_CONST; Z_TYPE($$.u.constant)=IS_NULL;}

因此,zend_do_receive_arg中区分限定为类还是数组,是利用class_type->u.constant.type
== IS_STRING来判断的。如果类型限定为数组,则cur_arg_info->array_type_hint会被设置为1。

还有另一个地方需要了解,zend_resolve_class_name函数会修正类名。举例来说:

<?php
namespace A;
class B { }
function foo(B $arg1, $arg2 = 100)
{
    print($arg1);
}

我们期望参数arg1的类型为B,class_type中也保存了B。但是因为位于命名空间A下,所以,zend_resolve_class_name会将class_type中保存的类名B,修正为AB。

OK,到这里,zend_do_receive_arg已经全部分析完。zend
vm在分析函数参数时,每遇见一个参数,便会调用一次zend_do_receive_arg,生成一条RECV指令。因此,函数有几个参数,就会编译出几条RECV指令。

太狠了,只能算是个异常,不能算错误,所以就用warning好了。

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4、编译函数体

当编译完参数列表,zend
vm便会进入函数内部了。函数体的编译其实和正常语句的编译一样。zend
vm只需要将函数体内部的php语句,按照正常的statment,进行词法分析、语法分析来处理,最终形成一条条zend_op指令。

来看下语法文件:

unticked_function_declaration_statement:
    function is_reference T_STRING { zend_do_begin_function_declaration(&$1, &$3, 0, $2.op_type, NULL TSRMLS_CC); }
    '(' parameter_list ')' '{' inner_statement_list '}' { zend_do_end_function_declaration(&$1 TSRMLS_CC); }
;

函数体内部的语句,表示为inner_statement_list。

inner_statement_list:
        inner_statement_list  { zend_do_extended_info(TSRMLS_C); } inner_statement { HANDLE_INTERACTIVE(); }
    |   /* empty */
;

而inner_statment正是由语句、函数声明、类声明组成的。

inner_statement:
        statement
    |   function_declaration_statement
    |   class_declaration_statement
    |   T_HALT_COMPILER '(' ')' ';'   { zend_error(E_COMPILE_ERROR, "__HALT_COMPILER() can only be used from the outermost scope"); }
;

inner_statement并非专门用于函数,其他譬如foreach,while循环等有block语句块中,都会被识别为inner_statement。从这里其实还能看到一些有意思的语法,比如说我们可以在函数里声明一个类。inner_statement就不展开叙述了,否则相当于将整个php的语法捋一遍,情况太多了。

PHP本身是不支持 int function
这样的语法的,所以要支持,就先要搞定语法解析器,关于语法解析器,可以移步这里>>>查看

function:
    T_FUNCTION { $$.u.opline_num = CG(zend_lineno); }
;
 
is_reference:        /* empty */ { $$.op_type = ZEND_RETURN_VAL; }    |   '&'         { $$.op_type = ZEND_RETURN_REF; }
;
 
unticked_function_declaration_statement:
        function is_reference T_STRING {
zend_do_begin_function_declaration(&$1, &$3, 0, $2.op_type, NULL TSRMLS_CC); }            '(' parameter_list ')' '{' inner_statement_list '}' {
                zend_do_end_function_declaration(&$1 TSRMLS_CC); }
;

5、结束编译

我们最后来看下结束编译的过程。结束函数编译是通过zend_do_end_function_declaration来完成的。

zend_do_end_function_declaration接收的参数function_token,其实就是前面提到过的function字面对应的znode。根据我们在“开始编译”一节所述,function_token中保留了函数体之外的op_array。

char lcname[16];
int name_len;

zend_do_extended_info(TSRMLS_C);

// 返回NULL
zend_do_return(NULL, 0 TSRMLS_CC);

// 通过op指令设置对应的handler函数
pass_two(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);

// 释放当前函数的CG(labels),并从CG(labels_stack)中还原之前的CG(labels)
zend_release_labels(TSRMLS_C);

if (CG(active_class_entry)) {
    // 检查魔术方法的参数是否合法
    zend_check_magic_method_implementation(CG(active_class_entry), (zend_function*)CG(active_op_array), E_COMPILE_ERROR TSRMLS_CC);
} else {
    /* we don't care if the function name is longer, in fact lowercasing only 
     * the beginning of the name speeds up the check process */
    name_len = strlen(CG(active_op_array)->function_name);
    zend_str_tolower_copy(lcname, CG(active_op_array)->function_name, MIN(name_len, sizeof(lcname)-1));
    lcname[sizeof(lcname)-1] = ''; /* zend_str_tolower_copy won't necessarily set the zero byte */

    // 检查__autoload函数的参数是否合法
    if (name_len == sizeof(ZEND_AUTOLOAD_FUNC_NAME) - 1 && !memcmp(lcname, ZEND_AUTOLOAD_FUNC_NAME, sizeof(ZEND_AUTOLOAD_FUNC_NAME)) && CG(active_op_array)->num_args != 1) {
        zend_error(E_COMPILE_ERROR, "%s() must take exactly 1 argument", ZEND_AUTOLOAD_FUNC_NAME);
    }        
}

CG(active_op_array)->line_end = zend_get_compiled_lineno(TSRMLS_C);

// 很关键!将CG(active_op_array)还原成函数外层的op_array
CG(active_op_array) = function_token->u.op_array;

/* Pop the switch and foreach seperators */
zend_stack_del_top(&CG(switch_cond_stack));
zend_stack_del_top(&CG(foreach_copy_stack));

有3处值得注意:

1,zend_do_end_function_declaration中会对CG(active_op_array)进行还原。用的正是function_token->u.op_array。一旦zend_do_end_function_declaration完成,函数的整个编译过程就已经结束了。zend
vm会继续看接下来函数之外的代码,所以需要将CG(active_op_array)切换成原先的。

2,zend_do_return负责在函数最后添加上一条RETURN指令,因为我们传进去的是NULL,所以这条RETURN指令的操作数被强制设置为UNUSED。注意,不管函数本身是否有return语句,最后这条RETURN指令是必然存在的。假如函数有return语句,return语句也会产生一条RETURN指令,所以会导致可能出现多条RETURN指令。举例来说:

function foo()
{
    return true;
}

编译出来的OP指令最后两条如下:

 RETURN        true
 RETURN        null

我们可以很明显在最后看到两条RETURN。一条是通过return
true编译出来的。另一条,就是在zend_do_end_function_declaration阶段,强制插入的RETURN。

3,我们刚才讲解的所有步骤中,都只是设置了每条指令的opcode,而并没有设置这条指令具体的handle函数。pass_two会负责遍历每条zend_op指令,根据opcode,以及操作数op1和op2,去查找并且设置对应的handle函数。这项工作,是通过ZEND_VM_SET_OPCODE_HANDLER(opline)宏来完成的。

#define ZEND_VM_SET_OPCODE_HANDLER(opline) zend_vm_set_opcode_handler(opline)

zend_vm_set_opcode_handler的实现很简单:

void zend_init_opcodes_handlers(void)
{
    // 超大的数组,里面存放了所有的handler
    static const opcode_handler_t labels[] = {
        ZEND_NOP_SPEC_HANDLER,
        ZEND_NOP_SPEC_HANDLER,
        ZEND_NOP_SPEC_HANDLER,
        ZEND_NOP_SPEC_HANDLER,
        ZEND_NOP_SPEC_HANDLER,
        ZEND_NOP_SPEC_HANDLER,
        ...
    };
    zend_opcode_handlers = (opcode_handler_t*)labels;
}

static opcode_handler_t zend_vm_get_opcode_handler(zend_uchar opcode, zend_op* op)
{
        static const int zend_vm_decode[] = {
            _UNUSED_CODE, /* 0              */
            _CONST_CODE,  /* 1 = IS_CONST   */
            _TMP_CODE,    /* 2 = IS_TMP_VAR */
            _UNUSED_CODE, /* 3              */
            _VAR_CODE,    /* 4 = IS_VAR     */
            _UNUSED_CODE, /* 5              */
            _UNUSED_CODE, /* 6              */
            _UNUSED_CODE, /* 7              */
            _UNUSED_CODE, /* 8 = IS_UNUSED  */
            _UNUSED_CODE, /* 9              */
            _UNUSED_CODE, /* 10             */
            _UNUSED_CODE, /* 11             */
            _UNUSED_CODE, /* 12             */
            _UNUSED_CODE, /* 13             */
            _UNUSED_CODE, /* 14             */
            _UNUSED_CODE, /* 15             */
            _CV_CODE      /* 16 = IS_CV     */
        };

        // 去handler数组里找到对应的处理函数
        return zend_opcode_handlers[opcode * 25 + zend_vm_decode[op->op1.op_type] * 5 + zend_vm_decode[op->op2.op_type]];
}

ZEND_API void zend_vm_set_opcode_handler(zend_op* op)
{
    // 给zend op设置对应的handler函数
    op->handler = zend_vm_get_opcode_handler(zend_user_opcodes[op->opcode], op);
}

所有的opcode都定义在zend_vm_opcodes.h里,从php5.3-php5.6,大概从150增长到170个opcode。上面可以看到通过opcode查找handler的准确算法:

zend_opcode_handlers[opcode * 25 + zend_vm_decode[op->op1.op_type] * 5 + zend_vm_decode[op->op2.op_type]

不过zend_opcode_handlers数组太大了…找起来很麻烦。

下面回到文章开始的那段php代码,我们将函数foo进行编译,最终得到的指令如下:

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可以看出,因为foo指接受一个参数,所以这里只有一条RECV指令。

print语句的参数为!0,!0是一个compiled
variables,其实就是参数中的arg1。0代表着索引,回忆一下,函数的op_array有一个数组专门用于保存compiled
variables,0表明arg1位于该数组的开端。

print语句有返回值,所以会存在一个临时变量保存其返回值,即~0。由于我们在函数中并未使用~0,所以随即便会有一条FREE指令对其进行释放。

在函数的最后,是一条RETURN指令。

详情,这里就不讲了,

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6、绑定

函数编译完成之后,还需要进行的一步是绑定。zend
vm通过zend_do_early_binding来实现绑定。这个名字容易让人产生疑惑,其实只有在涉及到类和方法的时候,才会有早期绑定,与之相对的是延迟绑定,或者叫后期绑定。纯粹函数谈不上这种概念,不过zend_do_early_binding是多功能的,并非仅仅为绑定方法而实现。

来看下zend_do_early_binding:

// 拿到的是最近一条zend op,对于函数来说,就是ZEND_DECLARE_FUNCTION
zend_op *opline = &CG(active_op_array)->opcodes[CG(active_op_array)->last-1];
HashTable *table;

while (opline->opcode == ZEND_TICKS && opline > CG(active_op_array)->opcodes) {
    opline--;
}

switch (opline->opcode) {
    case ZEND_DECLARE_FUNCTION:
        // 真正绑定函数
        if (do_bind_function(opline, CG(function_table), 1) == FAILURE) {
            return;
        }
        table = CG(function_table);
        break;
    case ZEND_DECLARE_CLASS:
        ...
    case ZEND_DECLARE_INHERITED_CLASS:
        ...
}

// op1中保存的是函数的key,这里其从将CG(function_table)中删除
zend_hash_del(table, opline->op1.u.constant.value.str.val, opline->op1.u.constant.value.str.len);
zval_dtor(&opline->op1.u.constant);
zval_dtor(&opline->op2.u.constant);

// opline置为NOP
MAKE_NOP(opline);

这个函数实现也很简单,主要就是调用了do_bind_function。

ZEND_API int do_bind_function(zend_op *opline, HashTable *function_table, zend_bool compile_time) /* {{{ */
{
    zend_function *function;

    // 找出函数
    zend_hash_find(function_table, opline->op1.u.constant.value.str.val, opline->op1.u.constant.value.str.len, (void *) &function);

    // 以函数名称作为key,重新加入function_table
    if (zend_hash_add(function_table, opline->op2.u.constant.value.str.val, opline->op2.u.constant.value.str.len+1, function, sizeof(zend_function), NULL)==FAILURE) {
        int error_level = compile_time ? E_COMPILE_ERROR : E_ERROR;
        zend_function *old_function;

        // 加入失败,可能发生重复定义了
        if (zend_hash_find(function_table, opline->op2.u.constant.value.str.val, opline->op2.u.constant.value.str.len+1, (void *) &old_function)==SUCCESS
            && old_function->type == ZEND_USER_FUNCTION
            && old_function->op_array.last > 0) {
            zend_error(error_level, "Cannot redeclare %s() (previously declared in %s:%d)",
                        function->common.function_name, old_function->op_array.filename, old_function->op_array.opcodes[0].lineno);
        } else {
            zend_error(error_level, "Cannot redeclare %s()", function->common.function_name);
        }
        return FAILURE;
    } else {
        (*function->op_array.refcount)++;
        function->op_array.static_variables = NULL; /* NULL out the unbound function */
        return SUCCESS;
    }
}

在进入do_bind_function之前,其实CG(function_table)中已经有了函数的op_array。不过用的键并非函数名,而是build_runtime_defined_function_key生成的“key”,这点在前面“开始编译”一节中有过介绍。do_bind_function所做的事情,正是利用这个“key”,将函数查找出来,并且以真正的函数名为键,重新插入到CG(function_table)中。

因此当do_bind_function完成时,function_table中有2个键可以查询到该函数。一个是“key”为索引的,另一个是以函数名为索引的。在zend_do_early_binding的最后,会通过zend_hash_del来删除“key”,从而保证function_table中,该函数只能够以函数名为键值查询到。

先修改语法扫描 Zend/zend_language_scanner.l文件

    关注点在function is_reference
T_STRING,表示function关键字,是否引用,函数名

7、总结

这篇其实主要是为了弄清楚,函数如何被编译成op_array。一些关键的步骤如下图:

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至于函数的调用,又是另外一个话题了。

 

 

增加如下代码:

  T_FUNCTION标记只是用来定位函数的声明,表示这是一个函数,而更多的工作是与这个函数相关的东西,包括参数,返回值。

<ST_IN_SCRIPTING>”int” {
return T_FUNCTION_RETURN_INT;
}
<ST_IN_SCRIPTING>”bool” {
return T_FUNCTION_RETURN_OBJECT;
}
<ST_IN_SCRIPTING>”object” {
return T_FUNCTION_RETURN_OBJECT;
}
<ST_IN_SCRIPTING>”resource” {
return T_FUNCTION_RETURN_RESOURCE;
}

  3、生成中间代码

意思很简单,扫描器扫描到到关键字
int、bool、object、resource、array时返回相应的T_FUNCTION_*
,这是一个token,

  语法解析后,我们看到所执行编译函数为zend_do_begin_function_declaration。在Zend/zend_complie.c文件找到其实现如下:

scanner根据不同的token做不同的处理,token要先在Zend/zend_language_parser.y文件中定义

奥门新浦京官方网站 6

增加如下代码

 zend_do_begin_function_declaration(znode ** is_method,  return_reference, znode *fn_flags_znode TSRMLS_DC) 
    function_token->u.op_array ==== &=
 
    „!*opline =->opcode =->op1.op_type =&opline->->op2.op_type =->op2.u.constant.type =->op2.u.constant.value.str.val =->op2.u.constant.value.str.len =->op2.u.constant, ->extended_value =-
>->op1.u.constant.value.str.len, & **) &

……….
%token T_FUNCTION_RETURN_INT
%token T_FUNCTION_RETURN_BOOL
%token T_FUNCTION_RETURN_STRING
%token T_FUNCTION_RETURN_OBJECT
%token T_FUNCTION_RETURN_RESOURCE
1

然后增加token处理逻辑:

1
function:
T_FUNCTION { $$.u.opline_num = CG(zend_lineno);$$.u.EA.var  = 0;
}
|   T_FUNCTION_RETURN_INT T_FUNCTION {
$$.u.opline_num = CG(zend_lineno);
$$.u.EA.var = IS_LONG;
}
|   T_FUNCTION_RETURN_BOOL T_FUNCTION {
$$.u.opline_num = CG(zend_lineno);
$$.u.EA.var = IS_BOOL;
}
|   T_FUNCTION_RETURN_STRING T_FUNCTION {
$$.u.opline_num = CG(zend_lineno);
$$.u.EA.var = IS_STRING;
}
|   T_FUNCTION_RETURN_OBJECT T_FUNCTION {
$$.u.opline_num = CG(zend_lineno);
$$.u.EA.var = IS_OBJECT;
}
|   T_FUNCTION_RETURN_RESOURCE T_FUNCTION {
$$.u.opline_num = CG(zend_lineno);
$$.u.EA.var = IS_RESOURCE;
}
|   T_ARRAY T_FUNCTION {
$$.u.opline_num = CG(zend_lineno);
$$.u.EA.var = IS_ARRAY;
}

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$$.u.EA.var 存储的是 函数返回类型,最后要拿他来跟返回值类型做匹配,

  生成的代码为ZEND_DECLARE_FUNCTION,根据这个中间的代码及操作数对应的op_type。我们可以找到中间代码的执行函数为ZEND_DECLARE_FUNCTION_SPEC_HANDLER。

这样语法解释器就可以处理我们新的php语法了。

    在生成中间代码的时候,可以看到已经统一了函数名全部为小写,表示函数的名称不是区  分大小写的。

这还不够,还需要修改函数声明定义的处理逻辑

  为验证这个实现,我们看一段代码

Zend/zend_compile.c ::zend_do_begin_function_declaration

……
zend_op_array op_array;
char *name = function_name->u.constant.value.str.val;
int name_len = function_name->u.constant.value.str.len;
int function_type  = function_token->u.EA.var;
//保存函数类型,在语法解释器中增加的: $$.u.EA.var = IS_LONG;
int function_begin_line = function_token->u.opline_num;
……
op_array.function_name = name;
op_array.fn_type = function_type; //将类型保存到op_array中,
op_array.return_reference = return_reference;
op_array.fn_flags |= fn_flags;
op_array.pass_rest_by_reference = 0;
……….

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PHP是先解析PHP语法生成相应的opcode,将需要的环境、参数信息保存到execute_data全局变量中,最后在通过execute函数逐条执行opcode,

function T() {
    echo 1;
}
 
function t() {
    echo 2;
}

所以要做处理就要把函数的类型保存到opcode中:op_array.fn_type =
function_type;

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op_array是没有fn_type的,要修改op_array的结构,增加zend_uint
fn_type;

  执行代码会报错Fatal error: Cannot redeclare t() (previously declared
in …)

(关于opcode你可以想象一下
从c转为汇编,我博客中也有相关文章,可以参考一下)

  表示对于PHP来说T和t是同一个函数名,校验函数名是否重复,这个过程是在哪进行的呢?

最后要修改opcode的毁掉函数,函数的返回 return 会生成token
T_RETURN,T_RETURN会根据返回的类型调用不同的calback函数:

  4、执行中间代码

ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER
ZEND_RETURN_SPEC_TMP_HANDLER
ZEND_RETURN_SPEC_VAR_HANDLER

  在Zend/zend_vm_execute.h文件中找到ZEND_DECLARE_FUNCTION中间代码对应的执行函数:ZEND_DECLARE_FUNCTION_SPEC_HANDLER。此函数只调用了函数do_bind_function。其调用代码为:

它有三个callback,如果返回值是一个 const类型的数据,则
ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER
返回值是临时数据,如 : return 1,则ZEND_RETURN_SPEC_TMP_HANDLER
返回值是一个变量,如 : return $a,则ZEND_RETURN_SPEC_VAR_HANDLER

do_bind_function(EX(opline), EG(function_table), 0);

所以要在这三个callback函数中增加处理逻辑:

  在这个函数中将EX(opline)所指向的函数添加到EG(function_table)中,并判断是否已经存在相同名字的函数,如果存在则报错,EG(function_table)用来存放执行过程中全部的函数信息,相当于函数的注册表。它的结构是一个HashTable,所以在do_bind_function函数中添加新的函数使用的是HashTable的操作函数zend_hash_add

在callback函数return之前增加如下代码

 

if((EG(active_op_array)->fn_type > 0) &&
Z_TYPE_P(retval_ptr) != EG(active_op_array)->fn_type){
php_error_docref0(NULL TSRMLS_DC,E_WARNING, “function name %s
return a wrong type.”, EG(active_op_array)->function_name );
}

二、函数的参数

fn_type 去跟 返回值的类型作比较,如果没有匹配到,就会抛出这个warning。

  函数的定义只是一个将函数名注册到函数列表的过程。

我已经打了补丁,目前只支持php5.3版本,有需要的可以拿去玩一玩。

  1、用户自定义函数的参数

不清楚为什么官方不支持此语法,我觉得还是挺有必要的。

  我们知道对于函数的参数检查是通过zend_do_receive_arg函数来实现的,在此函数中对于参数的关键代码如下:

下载补丁:php-syntax.patch

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CG(active_op_array)->arg_info = erealloc(CG(active_op_array)->arg_info,        sizeof(zend_arg_info)*(CG(active_op_array)->num_args));
cur_arg_info = &CG(active_op_array)->arg_info[CG(active_op_array)->num_args-1];
cur_arg_info->name = estrndup(varname->u.constant.value.str.val,
        varname->u.constant.value.str.len);
cur_arg_info->name_len = varname->u.constant.value.str.len;
cur_arg_info->array_type_hint = 0;
cur_arg_info->allow_null = 1;
cur_arg_info->pass_by_reference = pass_by_reference;
cur_arg_info->class_name = NULL;
cur_arg_info->class_name_len = 0;

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  整个参数的传递是通过给中间代码的arg_info字段执行赋值操作完成。关键点是在arg_info字段,arg_info字段的结构如下:

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typedef struct _zend_arg_info {    const char *name;   /*参数的名称*/
    zend_uint name_len;     /*参数名称的长度*/
    const char *class_name; /* 类名*/
     zend_uint class_name_len;   /*类名长度*/
    zend_bool array_type_hint;  /*数组类型提示*/
    zend_bool allow_null;   /*是否允许为NULLͺ*/
    zend_bool pass_by_reference;    /*是否引用传递*/
    zend_bool return_reference; 
    int required_num_args;  
} zend_arg_info;

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  参数的值传递和参数传递的区别是通过pass_by_reference参数在生成中间代码时实现的。

  对于参数的个数,中间代码中包含的arg_nums字段在每次执行**zend_do_receive_argxx时都会加1.如下代码:

CG(active_op_array)->num_args++;

  并且当前参数的索引为ŒCG(active_op_array)->num_args-1.如下代码:

cur_arg_info = &CG(active_op_array)->arg_info[CG(active_op_array)->num_args-1];

  以上的分析是针对函数定义时的参数设置,这些参数是固定的。而在实际编写程序时可能我们会用到可变参数。此时我们会用到函数func_num_args和func_get_args。它们是以内部函数存在。于是在Zendzend_builtin_functions.c文件中找到这两个函数的实现。我们首先来看func_num_args函数的实现,其代码如下:

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/* {{{ proto int func_num_args(void)
   Get the number of arguments that were passed to the function */ZEND_FUNCTION(func_num_args)
{
    zend_execute_data *ex = EG(current_execute_data)->prev_execute_data; 
    if (ex && ex->function_state.arguments) {
        RETURN_LONG((long)(zend_uintptr_t)*(ex->function_state.arguments));
    } else {
        zend_error(E_WARNING,"func_num_args():  Called from the global scope - no function context");
        RETURN_LONG(-1);
    }
}/* }}} */

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  在存在ex->function_state.arguments的情况下,及函数调用时,返回ex->function_state.arguments转化后的值,否则显示错误并返回-1。这里最关键的一点是EG(current_execute_data)。这个变量存放的是当前执行程序或函数的数据,此时我们需要取前一个执行程序的数据,为什么呢?因为这个函数的调用是在进入函数后执行的。函数的相关数据等都在之前执行过程中,于是调用的是:

zend_execute_data *ex = EG(current_execute_data)->prev_execute_data;

 

  2、内部函数的参数

  以常见的count函数为例,其参数处理部分的代码如下:

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/* {{{ proto int count(mixed var [, int mode])
   Count the number of elements in a variable (usually an array) */PHP_FUNCTION(count)
{
    zval *array;    long mode = COUNT_NORMAL; 
    if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "z|l",         &array, &mode) == FAILURE) {        return;
    }
    ... //省略}

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  这里包括了两个操作:一个是取参数的个数,一个是解析参数列表。

  (1)取参数的个数

  取参数的个数是通过ZEND_NUM_ARGS()宏来实现的,其定义如下:

#define ZEND_NUM_ARGS()     (ht)

  ht是在Zend/zend.h文件中定义的宏INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS中的ht,如下

#define INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS int ht, zval *return_value,zval **return_value_ptr, zval *this_ptr, int return_value_used TSRMLS_DC

  (2)解析参数列表

  PHP内部函数在解析参数时使用的是zend_parse_parameters。它可以大大简化参数的接收处理工作,虽然它在处理可变参数时还有点弱。

  其声明如下:

ZEND_API int zend_parse_parameters(int num_args TSRMLS_DC, char *type_spec, 
...)
  • 第一个参数num_args表明表示想要接收的参数个数,我们经常使用ZEND_NUM_ARGS()来表示对传入的参数“有多少要多少”

  • 第二个参数应该是宏TSRMLS_CC。

  • 第三个参数type_spec是一个字符串,用来指定我们所期待接收的各个参数的类型,有点类似于printf中指定输出格式的那个格式化字符串。

  • 剩下的参数就是我们用来接收PHP参数值的变量的指针。

  zend_parse_parameters()在解析参数的同时户尽可能的转换参数类型,这样就可以确保我们总是能得到所期望的类型的变量

 

  3、函数的返回值

  PHP中函数都有返回值,没return返回null

  (1)return语句

  从Zend/zend_language_parser.y文件中可以确认其生成中间代码调用的是zend_do_return函数。

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void zend_do_return(znode *expr, int do_end_vparse TSRMLS_DC) /* {{{ */{
    zend_op *opline;    int start_op_number, end_op_number; if (do_end_vparse) {        if (CG(active_op_array)->return_reference                && !zend_is_function_or_method_call(expr)) {
            zend_do_end_variable_parse(expr, BP_VAR_W, 0 TSRMLS_CC);/* 处理返回引用 */
        } else {
            zend_do_end_variable_parse(expr, BP_VAR_R, 0 TSRMLS_CC);/* 处理常规变量返回 */
        }
    }
 
   ...// 省略,取其他中间代码操作 
    opline->opcode = ZEND_RETURN; 
    if (expr) {
        opline->op1 = *expr; 
        if (do_end_vparse && zend_is_function_or_method_call(expr)) {
            opline->extended_value = ZEND_RETURNS_FUNCTION;
        }
    } else {
        opline->op1.op_type = IS_CONST;
        INIT_ZVAL(opline->op1.u.constant);
    }
 
    SET_UNUSED(opline->op2);
}/* }}} */

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  生成中间代码为ZEND_RETURN。第一个操作数的类型在返回值为可用的表达式时,其类型为表达式的操作类型,否则类型为IS_CONST。这在后续计算执行中间代码函数时有用到。根据操作数的不同,ZEND_RETURN中间代码会执行ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER,ZEND_RETURN_SPEC_TMP_HANDLER或ZEND_RETURN_SPEC_TMP_HANDLER。这三个函数的执行流程基本类似,包括对一些错误的处理。这里我们以ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER为例说明函数返回值的执行过程:

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static int ZEND_FASTCALL  
ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
    zend_op *opline = EX(opline);
    zval *retval_ptr;
    zval **retval_ptr_ptr; 
 
    if (EG(active_op_array)->return_reference == ZEND_RETURN_REF) { 
        //  ǓǔŷsÁɁƶMļ@ɗÁĻļ
        if (IS_CONST == IS_CONST || IS_CONST == IS_TMP_VAR) {   
            /* Not supposed to happen, but we'll allow it */
            zend_error(E_NOTICE, "Only variable references 
                should be returned by reference");
            goto return_by_value;
        }
 
        retval_ptr_ptr = NULL;  //  ǓǔŔ
 
        if (IS_CONST == IS_VAR && !retval_ptr_ptr) {
            zend_error_noreturn(E_ERROR, "Cannot return string offsets by reference");        } if (IS_CONST == IS_VAR && !Z_ISREF_PP(retval_ptr_ptr)) {            if (opline->extended_value == ZEND_RETURNS_FUNCTION &&
                EX_T(opline->op1.u.var).var.fcall_returned_reference) {
            } else if (EX_T(opline->op1.u.var).var.ptr_ptr ==
                    &EX_T(opline->op1.u.var).var.ptr) {                if (IS_CONST == IS_VAR && !0) {                      /* undo the effect of get_zval_ptr_ptr() */
                    PZVAL_LOCK(*retval_ptr_ptr);
                }
                zend_error(E_NOTICE, "Only variable references 
                 should be returned by reference");
                goto return_by_value;
            }
        } 
        if (EG(return_value_ptr_ptr)) { //  Ǔǔŷs
            SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF(retval_ptr_ptr);   //  is_ref__gcőęŒ1
            Z_ADDREF_PP(retval_ptr_ptr);    //  refcount__gcŒď×1 
            (*EG(return_value_ptr_ptr)) = (*retval_ptr_ptr);
        }
    } else {
return_by_value:
 
        retval_ptr = &opline->op1.u.constant; 
        if (!EG(return_value_ptr_ptr)) {            if (IS_CONST == IS_TMP_VAR) {
 
            }
        } else if (!0) { /* Not a temp var */
            if (IS_CONST == IS_CONST ||
                EG(active_op_array)->return_reference == ZEND_RETURN_REF ||
                (PZVAL_IS_REF(retval_ptr) && Z_REFCOUNT_P(retval_ptr) > 0)) {
                zval *ret;
 
                ALLOC_ZVAL(ret);
                INIT_PZVAL_COPY(ret, retval_ptr);   //  Ł™ͿʍǓǔŔ                 zval_copy_ctor(ret);                *EG(return_value_ptr_ptr) = ret;
            } else {                *EG(return_value_ptr_ptr) = retval_ptr; //  ħ6ɶŔ                Z_ADDREF_P(retval_ptr);
            }
        } else {
            zval *ret;
 
            ALLOC_ZVAL(ret);
            INIT_PZVAL_COPY(ret, retval_ptr);    //  Ł™ͿʍǓǔŔ 
            *EG(return_value_ptr_ptr) = ret;    
        }
    } 
    return zend_leave_helper_SPEC(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS_PASSTHRU);   //  Ǔǔĉˆșʒ
}

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  函数的返回值在程序执行时存储在*EG(return_value_ptr_ptr)。ZEND内核对值返回和引用返回作了区别,并且在此基础上对常量,临时变量和其他类型的变量在返回时作了不同的处理。在return执行完之后,ZEND内核通过调用zend_leave_helper_SPEC函数,清除函数内部使用的变量等。这也是ZEND内核自动给函数加上NULL返回的原因之一。

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