PHPカーネル復号化シリーズ：zend_executeの実行処理

PHP カーネル復号化シリーズ: zend_execute の実行プロセス

インタプリタ エンジンが最後に実行する関数は zend_execute です。実際、zend_execute は、エンジンの初期化時に、デフォルトで実行される関数ポインターです。この実行は {PHPSRC}/Zend/zend_vm_execute.h で定義されています:
ZEND_API void execute(zend_op_array *op_array TSRMLS_DC) { zend_execute_data *execute_data; zend_bool nested = 0; zend_bool original_in_execution = EG(in_execution); if (EG(exception)) { return; } EG(in_execution) = 1; zend_vm_enter: /* Initialize execute_data */ execute_data = (zend_execute_data *)zend_vm_stack_alloc( ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(sizeof(zend_execute_data)) + ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(sizeof(zval**) * op_array->last_var * (EG(active_symbol_table) ? 1 : 2)) + ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(sizeof(temp_variable)) * op_array->T TSRMLS_CC); EX(CVs) = (zval***)((char*)execute_data + ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(sizeof(zend_execute_data))); memset(EX(CVs), 0, sizeof(zval**) * op_array->last_var); EX(Ts) = (temp_variable *)(((char*)EX(CVs)) + ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(sizeof(zval**) * op_array->last_var * (EG(active_symbol_table) ? 1 : 2))); EX(fbc) = NULL; EX(called_scope) = NULL; EX(object) = NULL; EX(old_error_reporting) = NULL; EX(op_array) = op_array; EX(symbol_table) = EG(active_symbol_table); EX(prev_execute_data) = EG(current_execute_data); EG(current_execute_data) = execute_data; EX(nested) = nested; nested = 1; if (op_array->start_op) { ZEND_VM_SET_OPCODE(op_array->start_op); } else { ZEND_VM_SET_OPCODE(op_array->opcodes); } if (op_array->this_var != -1 && EG(This)) { Z_ADDREF_P(EG(This)); /* For $this pointer */ if (!EG(active_symbol_table)) { EX(CVs)[op_array->this_var] = (zval**)EX(CVs) + (op_array->last_var + op_array->this_var); *EX(CVs)[op_array->this_var] = EG(This); } else { if (zend_hash_add(EG(active_symbol_table), "this", sizeof("this"), &EG(This), sizeof(zval *), (void**)&EX(CVs)[op_array->this_var])==FAILURE) { Z_DELREF_P(EG(This)); } } } EG(opline_ptr) = &EX(opline); EX(function_state).function = (zend_function *) op_array; EX(function_state).arguments = NULL; while (1) { int ret; #ifdef ZEND_WIN32 if (EG(timed_out)) { zend_timeout(0); } #endif if ((ret = EX(opline)->handler(execute_data TSRMLS_CC)) > 0) { switch (ret) { case 1: EG(in_execution) = original_in_execution; return; case 2: op_array = EG(active_op_array); goto zend_vm_enter; case 3: execute_data = EG(current_execute_data); default: break; } } } zend_error_noreturn(E_ERROR, "Arrived at end of main loop which shouldn't happen"); }
この関数のパラメータは zend_op_array へのポインタです。 zend_op_array のタイプを導入する必要があります。ここ。
参照元: http://www.lai18.com/content/425167.html

zend_op_array の紹介

この型は {PHPSRC}/Zend/zend_compile.h:
struct _zend_op_array { /* Common elements */ zend_uchar type; char *function_name; 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; zend_bool pass_rest_by_reference; unsigned char return_reference; /* END of common elements */ zend_bool done_pass_two; zend_uint *refcount; zend_op *opcodes; zend_uint last, size; zend_compiled_variable *vars; int last_var, size_var; zend_uint T; zend_brk_cont_element *brk_cont_array; int last_brk_cont; int current_brk_cont; zend_try_catch_element *try_catch_array; int last_try_catch; /* static variables support */ HashTable *static_variables; zend_op *start_op; int backpatch_count; zend_uint this_var; char *filename; zend_uint line_start; zend_uint line_end; char *doc_comment; zend_uint doc_comment_len; zend_uint early_binding; /* the linked list of delayed declarations */ void *reserved[ZEND_MAX_RESERVED_RESOURCES]; }; typedef struct _zend_op_array zend_op_array; で定義されています
この構造はより複雑で、現在最も基本的なフィールドのみを紹介します。
1.type:
op_array のタイプ。最初に注意すべきことは、PHP コードの一部がコンパイルされた後、zend_op_array ポインターが返されるが、実際にはこの中のいくつかのフィールドを通じて複数の zend_op_array 構造体が生成される可能性があるということです。たとえば、function_name、num_args などの構造体です。この zend_op_array 構造体は関数と何らかの関係があるように思われるかもしれません。実際、ユーザー定義関数とユーザー定義クラス メソッドはすべて zend_op_array 構造体であり、これらの構造体は zend_op_array 構造体として使用されます。たとえば、ユーザー定義関数は GLOBAL_FUNCTION_TABLE に保存され、関数名を使用してこのテーブルから関数本体を取得できます。では、コンパイル後に返される zend_op_array ポインタは何でしょうか? 実際、コンパイル後に返される zend_op_array は、最も外側の層、つまりどの関数にも含まれていないグローバル コードで構成される op_array とみなすこともできます。体。ただし、グローバル コード、ユーザー定義関数、およびユーザー定義メソッドはすべて同じ型値 2 を持ちます。 、 type の可能な値のマクロ定義は次のとおりです:
#define ZEND_INTERNAL_FUNCTION 1 #define ZEND_USER_FUNCTION 2 #define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION 3 #define ZEND_EVAL_CODE 4 #define ZEND_OVERLOADED_FUNCTION_TEMPORARY 5
グローバル コード、ユーザー関数、およびユーザー メソッドがすべて ZEND_USER_FUNCTION に対応していることがわかります。その中で、ZEND_EVAL_CODE が PHP に対応します。したがって、eval 関数パラメータの PHP コードも別の zend_op_array にコンパイルされることが想像できます。
2.function_name
op_array がユーザー定義関数またはメソッドのコンパイルによって生成される場合、このフィールドは関数の名前に対応します。グローバル コードまたは eval 部分のコードの場合、このフィールドはコントロールになります。
3.opcodes
このフィールドの型は zend_op * なので、この配列はこのコンパイル プロセス中に生成された op を保存します。 zend_op について知らない場合は、前の記事「OPcode の概要」を参照してください。フィールドは最も重要な部分で、zend_execute はここに保存された操作を最終的に実行します。
パラメータ op_array の基本を理解したので、実行を開始します。

実行プロセスの詳細な説明

execute函数开始的时候是一些基础变量的申明，其中zend_execute_data *execute_data;是执行期的数据结构，此变量在进行一定的初始化之后将会被传递给每个op的handler函数作为参数，op在执行过程中随时有可能改变execute_data中的内容。
第14行zend_vm_enter 这个跳转标签是作为虚拟机执行的入口，当op中涉及到函数调用的时候，就有可能会跳转到这里来执行函数体。
第16行到第19行为execute_data分配空间
第21行到第32行主要是对execute_data进行一些初始化，以及保存现场工作，要保存现场是因为在进入函数调用的时候，需要保存当前一些运行期间的数据，在函数调用结束之后再进行还原，可以想象为操作系统中进程调度，当进程在调出的时候需要保存寄存器等上下文环境，而当进程被调入的时候再取出来继续执行。
第41行到第51行主要是在当前动态符号表中加入$this变量，这个是在调用对象的方法时才有必要进行。
第58行开始的while无限循环就是开始执行op_array中的opcodes了，在第66行中调用当前执行的op的handler:
EX(opline)->handler(execute_data TSRMLS_CC))
然后如果handler的返回值小于0则循环继续，如果大于0则进入一个switch结构：
当返回值为1时：execute函数将返回，执行也就结束了。
当返回值为2时：op_array被重新设置，并跳转到zend_vm_enter ，这个一般是函数调用或则执行eval函数中的代码，将在新的上下文执行相关函数的op_array
当返回值为3时：循环体继续继续执行，当然再继续执行之前，EX(opline)已经往后移了一位（可能多位），也就是已经指向了后面一个新的opline,于是继续执行新的opline
当返回其他值时：结束循环，报错，结束应该用return,也就是返回1
在op的handler中返回特定的值都被定义成了宏,例如{PHPSRC}/Zend/zend_execute.c中定义的：
#define ZEND_VM_NEXT_OPCODE() / CHECK_SYMBOL_TABLES() / EX(opline)++; / ZEND_VM_CONTINUE() #define ZEND_VM_SET_OPCODE(new_op) / CHECK_SYMBOL_TABLES() / EX(opline) = new_op #define ZEND_VM_JMP(new_op) / CHECK_SYMBOL_TABLES() / if (EXPECTED(!EG(exception))) { / EX(opline) = new_op; / } / ZEND_VM_CONTINUE() #define ZEND_VM_INC_OPCODE() / EX(opline)++
以及在{PHPSRC}/Zend/zend_vm_execute.c中定义的：
#define ZEND_VM_CONTINUE() return 0 #define ZEND_VM_RETURN() return 1 #define ZEND_VM_ENTER() return 2 #define ZEND_VM_LEAVE() return 3 #define ZEND_VM_DISPATCH(opcode, opline) return zend_vm_get_opcode_handler(opcode, opline)(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS_PASSTHRU);
简单介绍功能
ZEND_VM_NEXT_OPCODE()：移动到下一条op，返回0，不进入switch，循环继续（这个是最常用到的）
ZEND_VM_SET_OPCODE(new_op)：当前opline设置成new_op
ZEND_VM_JMP(new_op) ：当前opline设置成new_op，返回0，不进入switch，循环继续
ZEND_VM_INC_OPCODE()：仅仅移动到下一条op

执行环境的切换

在前面的内容已经提到，用户自定义函数，类方法，eval的代码都会编译成单独的op_array,那么当进行函数调用等操作时，必然涉及到调用前的op_array执行环境和新的函数的op_array执行环境的切换，这一段我们将以调用用户自定义函数来介绍整个切换过程如何进行。
介绍此过程前必须了解执行环境的相关数据结构，涉及到执行环境的数据结构主要有两个：
1. 执行期全局变量结构
相关的定义在{PHPSRC}/Zend/zend_globals_macros.h:
/* Executor */ #ifdef ZTS # define EG(v) TSRMG(executor_globals_id, zend_executor_globals *, v) #else # define EG(v) (executor_globals.v) extern ZEND_API zend_executor_globals executor_globals; #endif
这里是一个条件编译，ZTS表示线程安全启用，为了简化，我们这里以非线程安全模式的情况下来介绍，那么执行期的全局变量就是executor_globals,其类型为zend_executor_globals, zend_executor_globals的定义在{PHPSRC}/Zend/zend_globals.h，结构比较庞大，这里包含了整个执行期需要用到的各种变量，无论是哪个op_array在执行，都共用这一个全局变量，在执行过程中，此结构中的一些成员可能会改变，比如当前执行的op_array字段active_op_array，动态符号表字段active_symbol_table可能会根据不同的op_array而改变，This指针会根据在不同的对象环境而改变。
另外还定义了一个EG宏来取此变量中的字段值，此宏是针对线程安全和非线程安全模式的一个封装。
2.每个op_array自身的执行数据
针对每一个op_array,都会有自己执行期的一些数据，在函数execute开始的时候我们能看到zend_vm_enter跳转标签下面就会初始一个局部变量execute_data，所以我们每次切换到新的op_array的时候，都会为新的op_array建立一个execute_data变量，此变量的类型为zend_execute_data的指针，相关定义在{PHPSRC}/Zend/zend_compile.h：
struct _zend_execute_data { struct _zend_op *opline; zend_function_state function_state; zend_function *fbc; /* Function Being Called */ zend_class_entry *called_scope; zend_op_array *op_array; zval *object; union _temp_variable *Ts; zval ***CVs; HashTable *symbol_table; struct _zend_execute_data *prev_execute_data; zval *old_error_reporting; zend_bool nested; zval **original_return_value; zend_class_entry *current_scope; zend_class_entry *current_called_scope; zval *current_this; zval *current_object; struct _zend_op *call_opline; };
可以用EX宏来取其中的值:#define EX(element) execute_data->element
这里只简单介绍其中两个字段：
 opline: 当前正在执行的op。
 prev_execute_data:  op_array环境切换的时候，这个字段用来保存切换前的op_array,此字段非常重要，他能将每个op_array的execute_data按照调用的先后顺序连接成一个单链表，每当一个op_array执行结束要还原到调用前op_array的时候，就通过当前的execute_data中的prev_execute_data字段来得到调用前的执行器数据。
在executor_globals中的字段current_execute_data就是指向当前正在执行的op_array的execute_data。  
再正式介绍之前还需要简单的介绍一下用户自定义函数的调用过程，详细的过程以后再函数章节中专门介绍，这里简单的说明一下：
在调用函数的时候，比如test()函数，会先在全局函数符号表中根据test来搜索相关的函数体，如果搜索不到则会报错函数没有定义，找到test的函数体之后，取得test函数的op_array，然后跳转到execute中的goto标签:zend_vm_enter,于是就进入到了test函数的执行环境。
下面我们将以一段简单的代码来介绍执行环境切换过程，例子代码：

这段代码非常简单，这样方便我们介绍原理，复杂的代码读者可以举一反三。此代码编译之后会生成两个op_array,一个是全局代码的op_array,另外一个是test函数的op_array,其中全局代码中会通过函数调用进入到test函数的执行环境，执行结束之后，会返回到全局代码，然后代码结束。
下面我们分几个阶段来介绍这段代码的过程，然后从中可以知道执行环境切换的方法。
1. 进入execute函数，开始执行op_array ,这个op_array就是全局代码的op_array，我们暂时称其为op_array1
首先在execute中为op_array1建立了一个execute_data数据,我们暂时命名为execute_data1,然后进行相关的初始化操作，其中比较重要的是：
EX(op_array) = op_array; // 设置op_array字段为当前执行的op_array,也就是全局代码的op_array1 EX(prev_execute_data) = EG(current_execute_data);//将全局执行数据中保存的当前op_array执行数据保存到op_array1的execute_data1的prev_execute_data字段，由于这是执行的第一个op_array,所以prev_execute_data实际上是空值,然后将执行期全局变量的current_execute_data设置成execute_data1,然后设置execute_data1的当前执行op，这样就可以开始执行当前的op了
2. 在op_array1执行到test函数调用的的时候，首先从全局函数符号表中找到test的函数体，将函数体保存在execute_data1的function_state字段，然后从函数体中取到test的op_array,我们这里用op_array2来表示，并将op_array2赋值给EG(active_op_array)：
EG(active_op_array) = &EX(function_state).function->op_array;
于是执行期全局变量的动态op_array字段指向了函数test的op_array，然后用调用ZEND_VM_ENTER();这个时候会先回到execute函数中的switch结构，并且满足以下case
case 2: op_array = EG(active_op_array); goto zend_vm_enter;
EG(active_op_array)之前已经被我们设置为test函数的op_array2，于是在函数execute中，op_array变量就指向了test的op_array2,然后跳转到zend_vm_enter。
3. 跳转到zend_vm_enter之后其实又回到了类似1中的步骤，此时为test的op_array2建立了它的执行数据execute_data,我们这里用execute_data2来表示。1 と若干異なるのは、EX(prev_execute_data) = EG(current_execute_data); このとき、 current_execute_data =execute_data1 であり、これはグローバル コードの実行データです。したがって、 current_execute_data は、グローバル コードの実行データと等しくなります。テストexecute_data2を実行し、グローバルコードのexecute_data1がexecute_data2のprev_execute_dataフィールドに保存されます。この時点で環境の切り替えは完了しているので、テスト機能の実行が開始されます。
4. テスト関数が実行されると、呼び出し前の実行環境、つまりグローバル コード実行環境に戻ります。 EG(current_execute_data) = EX(prev_execute_data); 3)の)がグローバルコードのexecute_data1に設定されているので、現在の実行データがグローバルコードの実行データとなり、関数テストの実行環境がグローバルコードの実行環境に正常に戻ります。はい、深い関数呼び出しの場合も原理は同じで、実行データexecute_dataで構成される単一リンクリストは長くなります。

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上記では、PHP カーネルの復号化シリーズ: zend_execute の実行プロセスを、関連する内容も含めて紹介しています。PHP チュートリアルに興味のある友人に役立つことを願っています。