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  • 深入理解PHP内核(六)函数的定义、传参及返回值

    一、函数的定义

      用户函数的定义从function 关键字开始,如下

    function foo($var) {
        echo $var;
    }

      1、词法分析

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

    <ST_IN_SCRIPTING>"function" {
        return T_FUNCTION;
    }

      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。

      2、语法分析

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

    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); }
    ;

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

      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。

      3、生成中间代码

      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:

    void zend_do_begin_function_declaration(znode *function_token, znode 
    *function_name,
     int is_method, int return_reference, znode *fn_flags_znode TSRMLS_DC) /* {{{ 
    */
    {
        ...//省略
        function_token->u.op_array = CG(active_op_array);
        lcname = zend_str_tolower_dup(name, name_len);
     
        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;
     
         ...//省略
     
        if (is_method) {
            ...//省略,类方法 在后面的章节介绍
    „!ǶGH
        } else {
            zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
     
     
            opline->opcode = ZEND_DECLARE_FUNCTION;
            opline->op1.op_type = IS_CONST;
            build_runtime_defined_function_key(&opline->op1.u.constant, lcname,
                name_len TSRMLS_CC);
            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;
            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));
        }
     
    }
    /* }}} */

      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。

        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。

      为验证这个实现,我们看一段代码

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

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

      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?

      4、执行中间代码

      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:

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

      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

    二、函数的参数

      函数的定义只是一个将函数名注册到函数列表的过程。

      1、用户自定义函数的参数

      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:

    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;

      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:

    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;

      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:

    /* {{{ 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);
        }
    }
    /* }}} */

      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:

    /* {{{ 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
    }

      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。

    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);
    }
    /* }}} */

      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:

    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__gcőęŒ
    1
                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);   //  Ǔ
    ǔĉˆșʒ
    }

      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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