【PHP源码学习】抽象语法树编译过程的验证

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grape

引入

阅读前请先查看【PHP源码学习】2019-03-22 AST的遍历了解基本概念。

此篇文章是针对于$a=1进行了gdb实战调试,以验证 【PHP源码学习】2019-03-22 AST的遍历 中的一些论证。

实验代码:

<?php
    $a =1;

基本流程:

-   zend_compile_top_stmt(CG(ast))
-   zend_compile_stmt(ast)
-   zend_compile_expr(&result, ast);
-   zend_compile_assign(result, ast);
-   zend_delayed_compile_begin();
-   zend_delayed_compile_var(&var_node, var_ast, BP_VAR_W);
-   zend_compile_expr(&expr_node, expr_ast);
-   zend_delayed_compile_end(offset);
-   zend_emit_op(result, ZEND_ASSIGN, &var_node, &expr_node);

GDB过程

我们来gdb一下整个过程,首先,在zend_compile_top_stmt入口处打断点:

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gdb下来我们进入:

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在zend_compile_stmt我们进入default的zend_compile_expr函数:

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因为我们是赋值运算,我们此时走到了assign函数,接下来就是整个编译过程中的重点部分:

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打印var_ast->kind:

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可以看出我们接下来要走的就是上图的几个函数,那么,这几个函数又是怎么走的呢?我们接着看,首先,进入zend_delayed_compile_begin():

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这个函数的作用是取栈顶,然后在函数结束后赋值给offest,那我们看看这个offest是什么?

等号左边$a的编译

接下来进入$a的处理函数:

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在这里记录下我们处理$a过程中调用的函数:

zend_delayed_compile_var (result=0x7fffffffa580, ast=0x7ffff5e7f060, type=1)
zend_compile_simple_var (result=0x7fffffffa580, ast=0x7ffff5e7f060, type=1, delayed=1)
zend_try_compile_cv (result=0x7fffffffa580, ast=0x7ffff5e7f060)
lookup_cv (op_array=0x7ffff5e75460, name=0x7ffff5e5e4e0)

lookup_cv函数的作用是什么呢?首先我们先看lookcv的源代码:

static int lookup_cv(zend_op_array *op_array, zend_string* name) /* {{{ */{
    int i = 0;
    zend_ulong hash_value = zend_string_hash_val(name);

    while (i < op_array->last_var) {
        if (ZSTR_VAL(op_array->vars[i]) == ZSTR_VAL(name) ||
            (ZSTR_H(op_array->vars[i]) == hash_value &&
             ZSTR_LEN(op_array->vars[i]) == ZSTR_LEN(name) &&
             memcmp(ZSTR_VAL(op_array->vars[i]), ZSTR_VAL(name), ZSTR_LEN(name)) == 0)) {
            zend_string_release(name);
            return (int)(zend_intptr_t)ZEND_CALL_VAR_NUM(NULL, i);
        }
        i++;
    }
    i = op_array->last_var;
    op_array->last_var++;
    if (op_array->last_var > CG(context).vars_size) {
        CG(context).vars_size += 16; /* FIXME */
        op_array->vars = erealloc(op_array->vars, CG(context).vars_size * sizeof(zend_string*));
    }

    op_array->vars[i] = zend_new_interned_string(name);
    return (int)(zend_intptr_t)ZEND_CALL_VAR_NUM(NULL, i);
}

我们发现,lookup_cv()函数它返回一个int类型的地址,是sizeof(zval)的整数倍,通过它可以得到每个变量的偏移量(80 + 16 * i),i是变量的编号。这样就规定了运行时在栈上相对于zend_execute_data的偏移量,从而在栈上方便地存储了$a这个变量。而$a在zend_op_array的vars数组上也存了一份,这样如果后面又用到了$a的话,直接去zend_op_array的vars数组中查找找,如果存在,那么直接使用之前的编号i,如果不存在则按序分配一个编号,然后再插入zend_op_array的vars数组,节省了分配编号的时间。
另外,在zend_try_compile_cv这个函数中对于result进行赋值,那么我们打印下result的值:

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我们发现,op_type=16(IS_CV),u.op.var=80
到此我们总结一下$a这个过程,核心函数lookupcv,在lookupcv中我们将变量存储在op_array->vars中,并且返回一个int型整数,代表着偏移量。随后在zend_try_compile_cv中将op_type和u.op.var赋值给znode *result,具体编译示例图如下图所示:

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到此,$a即左子节点就结束了。

等号右边1的编译

接下来我们来进行右子树的处理,gdb如图:

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右子树的处理比较简单,其调用函数为:

zend_compile_expr
ZVAL_COPY(z, v)    

重点函数在于ZVAL_COPY这个宏,首先我们看gdb中到达了这个宏:

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然后我们继续分析这个宏的作用,老规矩,先贴源码:

#define ZVAL_COPY(z, v)                                    \
    do {                                                \
        zval *_z1 = (z);                                \
        const zval *_z2 = (v);                            \
        zend_refcounted *_gc = Z_COUNTED_P(_z2);        \
        uint32_t _t = Z_TYPE_INFO_P(_z2);                \
        ZVAL_COPY_VALUE_EX(_z1, _z2, _gc, _t);            \
        if ((_t & (IS_TYPE_REFCOUNTED << Z_TYPE_FLAGS_SHIFT)) != 0) { \
            GC_REFCOUNT(_gc)++;                            \
        }                                                \
    } while (0)

它的功能是把一个zval(v)拷贝到另外一个zval(z)中,具体的一些分析请查看上一篇文章:【PHP源码学习】2019-03-22 AST的遍历-1
在进行复制完之后我们对于result进行打印:

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我们可以看到已经完成了赋值。
最后进行了 result->op_type = IS_CONST,op_type的赋值:

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重新打印result即最终的结果:
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至此,$a和1都分别存在了两个znode中。下边开始生成指令。

根据assign以及op1,op2生成opline

我们进入到zend_emit_op函数中,这个函数中会生成opcode:

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首先我们看这个函数所执行的所有指令:

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其中,set_node出现的频次很高,我们来看一下它究竟有什么用:

#define SET_NODE(target, src) do { \
        target ## _type = (src)->op_type; \
        if ((src)->op_type == IS_CONST) { \
            target.constant = zend_add_literal(CG(active_op_array), &(src)->u.constant); \
        } else { \
            target = (src)->u.op; \
        } \
    } while (0)

从代码中可以看出,对于操作数1,会将编译过程中临时的结构znode传递给zend_op中,对于操作数2,因为是常量(IS_CONST),会调用zend_add_literal将其插入到op_array->literals中。
接下来我们进行返回值的设置,此时会调用zend_make_var_result这个函数:

static inline void zend_make_var_result(znode *result, zend_op *opline) /* {{{ */
{
    opline->result_type = IS_VAR; //返回值的类型设置为IS_VAR
    opline->result.var = get_temporary_variable(CG(active_op_array));  //这个是返回值的编号,对应T位置
    GET_NODE(result, opline->result);
}
static uint32_t get_temporary_variable(zend_op_array *op_array) /* {{{ */
{
      return (uint32_t)op_array->T++;
}

返回值的类型为IS_VAR,result.var为T的值
最后打印opline看一下最终的结果:

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,下面我们给出Assign操作对应的指令图,如图所示:

clipboard.png

从图中可以看出,生成的opline中opcode等于38;op1的类型为IS_CV,op1.var对应的是vm_stack上的偏移量;op2的类型为IS_CONST,op2.constant对应的是op_array中literals数组的下标;result的类型为IS_VAR,result.var对应的是T的值;此时handler的值为空。
到此,编译阶段告一段落。

参考资料:


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