php内核分析（六）－opcode

这里阅读的php版本为PHP-7.1.0 RC3，阅读代码的平台为linux

查看opcode

php是先把源码解析成opcode，然后再把opcode传递给zend_vm进行执行的。

// 一个opcode的结构
struct _zend_op {
     const void *handler; // opcode对应的执行函数，每个opcode都有一个对应的执行函数
     znode_op op1;  // 执行参数的第一个元素
     znode_op op2;  //  执行参数的第二个元素
     znode_op result; // 执行结果
     uint32_t extended_value; // 额外扩展的字段和值
     uint32_t lineno; // 行数
     zend_uchar opcode;   // 操作码，具体操作码列表见 http://cn.php.net/manual/zh/internals2.opcodes.php
     zend_uchar op1_type; // 第一个元素的类型
     zend_uchar op2_type; // 第二个元素的类型
     zend_uchar result_type; // 结果的类型
};

在php7中，我们能很方便用phpdbg来查看一个文件或者一个函数的opcode了。至于phpdbg的使用，现在网上介绍不多，不过好在有很详细的help文档。下面是一个最简单的opcode代码：

$ bin/phpdbg -f /home/xiaoju/software/php7/demo/echo.php
prompt> list 100
00001: <?php
00002:
00003: $a = 1;
00004: $b = $a;
00005: $b = $b + 1;
00006: echo $b;
00007:
prompt> print exec
[Context /home/xiaoju/software/php7/demo/echo.php (6 ops)]
L1-7 {main}() /home/xiaoju/software/php7/demo/echo.php - 0x7fe3fae63300 + 6 ops
L3    #0     ASSIGN                  $a                   1
L4    #1     ASSIGN                  $b                   $a
L5    #2     ADD                     $b                   1                    ~2
L5    #3     ASSIGN                  $b                   ~2
L6    #4     ECHO                    $b
L7    #5     RETURN                  1

这个php文件就做了一个最简单的加法操作。生成了6个_zend_op。所展示的每一行代表一个_zend_op

_zendop.lineno  op号   _zend_op.opcode       _zend_op.op1          _zend_op.op2          _zend_op.result
L5              #2     ADD                     $b                   1                    ~2

这里_zend_op.opcode对应的操作在官网有文档和详细的例子可以查看：http://cn.php.net/manual/zh/internals2.opcodes.php

值得一说的是，phpdbg还有一个远端UI版本，能让我们在近端诊断服务端的php信息

gdb

但是我们的目标还是在于研究php源码，phpdbg只能分析到opcode这层，还是不够的，gdb可能是更好的选择。

gdb的使用和平时使用差不多

比如我现在有个脚本echo.php:

  1 <?php
  2
  3 $a = 1;
  4 $b = $a;
  5 $b = $b + 1;
  6 echo $b;

我的php安装路径在：

/home/xiaoju/software/php7/bin/php

php源码路径在：

/home/xiaoju/webroot/php-src/php-src-master/

运行gdb

$ gdb /home/xiaoju/software/php7/bin/php

加载gdbinit:

(gdb) source /home/xiaoju/webroot/php-src/php-src-master/.gdbinit

设置断点:

(gdb) b zend_execute_scripts

运行：

(gdb) run -f /home/xiaoju/software/php7/demo/echo.php

我想在1459这行设置个断点：

1452          for (i = 0; i < file_count; i++) {
1453               file_handle = va_arg(files, zend_file_handle *);
1454               if (!file_handle) {
1455                    continue;
1456               }
1457
1458               op_array = zend_compile_file(file_handle, type);
1459               if (file_handle->opened_path) {
1460                    zend_hash_add_empty_element(&EG(included_files), file_handle->opened_path);
1461               }

(gdb) b 1459

继续跑

(gdb) continue
(gdb) s
(gdb) s

打印出这个时候的op_array

(gdb) p *op_array
$4 = {type = 2 '02', arg_flags = "0000", fn_flags = 134217728, function_name = 0x0, scope = 0x0,
  prototype = 0x0, num_args = 0, required_num_args = 0, arg_info = 0x0, refcount = 0x7ffff6002000, last = 6,
  opcodes = 0x7ffff6076240, last_var = 2, T = 4, vars = 0x7ffff6079030, last_live_range = 0, last_try_catch = 0,
  live_range = 0x0, try_catch_array = 0x0, static_variables = 0x0, filename = 0x7ffff605c2d0, line_start = 1,
  line_end = 7, doc_comment = 0x0, early_binding = 4294967295, last_literal = 3, literals = 0x7ffff60030c0,
  cache_size = 0, run_time_cache = 0x0, reserved = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0}}

我可以优化输出：

(gdb) set print pretty on
(gdb) p *op_array
$5 = {
  type = 2 '02',
  arg_flags = "0000",
  fn_flags = 134217728,
  function_name = 0x0,
  scope = 0x0,
  prototype = 0x0,
  num_args = 0,
  required_num_args = 0,
  arg_info = 0x0,
  refcount = 0x7ffff6002000,
  last = 6,
  opcodes = 0x7ffff6076240,
  last_var = 2,
  T = 4,
  vars = 0x7ffff6079030,
  last_live_range = 0,
  last_try_catch = 0,
  live_range = 0x0,
  try_catch_array = 0x0,
  static_variables = 0x0,
  filename = 0x7ffff605c2d0,
  line_start = 1,
  line_end = 7,
  doc_comment = 0x0,
  early_binding = 4294967295,
  last_literal = 3,
  literals = 0x7ffff60030c0,
  cache_size = 0,
  run_time_cache = 0x0,
  reserved = {0x0, 0x0, 0x0, 0x0}
}

我想打出op_array.filename.val的具体值

(gdb) p (op_array.filename.len)
$12 = 40
(gdb) p *(op_array.filename.val)@40
$13 = "/home/xiaoju/software/php7/demo/echo.php"

好了，我们可以顺便研究下_zend_op_array这个结构：

// opcode组成的数组，编译的时候就是生成这个结构
struct _zend_op_array {
     zend_uchar type;  // op array的类型，比如 ZEND_EVAL_CODE
     zend_uchar arg_flags[3]; /* bitset of arg_info.pass_by_reference */
     uint32_t fn_flags;
     zend_string *function_name;
     zend_class_entry *scope;
     zend_function *prototype;
     uint32_t num_args;  // 脚本的参数
     uint32_t required_num_args;
     zend_arg_info *arg_info;
     /* END of common elements */

     uint32_t *refcount; // 这个结构的引用次数

     uint32_t last;  // opcode的个数
     zend_op *opcodes;  // 存储所有的opcode

     int last_var; // php变量的个数
     uint32_t T;
     zend_string **vars; // 被编译的php变量的个数

     int last_live_range;
     int last_try_catch;  // try_catch的个数
     zend_live_range *live_range;
     zend_try_catch_element *try_catch_array; //

     /* static variables support */
     HashTable *static_variables; // 静态变量

     zend_string *filename;  // 执行的脚本的文件
     uint32_t line_start; // 开始于第几行
     uint32_t line_end; // 结束于第几行
     zend_string *doc_comment; // 文档的注释
     uint32_t early_binding; /* the linked list of delayed declarations */

     int last_literal;
     zval *literals;

     int  cache_size;
     void **run_time_cache;

     void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES]; // 保留字段
};