php内核简析

alex_zengjf

变量zval

php变量是一个zval结构体，包含引用计数、活动类型、是否为引用、和zvalue_value的结构体。zvalue_value是一个联合结构，包括长整数long、浮点数double、字符串、数组哈希表HashTable、和对象值结构zend_object_value。其中ht为数组，obj为对象，resource使用lval为句柄。
typedef union _zvalue_value {
       long lval;                            
       double dval;                        
       struct {
              char *val;
              int len;
       } str;
       HashTable *ht;                           
       zend_object_value obj;
} zvalue_value;
struct _zval_struct {
      
       zvalue_value value;             
       zend_uint refcount;
       zend_uchar type;   
       zend_uchar is_ref;
};
typedef struct _zval_struct zval;
 
数组和哈希表

HashTable哈希表是包含一组哈希表结构和函数，其最大的为0x80000000，bucket是指针链接表，arKey为Key，pData为数据的指针，hashtable为主表，arBuckets为bucket指针数组，结构如下：
typedef struct bucket {
       ulong h;                                    
       uint nKeyLength;
       void *pData;
       void *pDataPtr;
       struct bucket *pListNext;
       struct bucket *pListLast;
       struct bucket *pNext;
       struct bucket *pLast;
       char arKey[1];
} Bucket;
typedef struct _hashtable {
       uint nTableSize;
       uint nTableMask;
       uint nNumOfElements;
       ulong nNextFreeElement;
       Bucket *pInternalPointer;     
       Bucket *pListHead;
       Bucket *pListTail;
       Bucket **arBuckets;
       dtor_func_t pDestructor;
       zend_bool persistent;
       unsigned char nApplyCount;
       zend_bool bApplyProtection;
} HashTable;
 
对象和类

php对象值结构zend_object_value是一个包含对象句柄zend_object_handle、zend_object_handlers的指针，zend_object_handlers包含一组操作对象的函数，如引用计数（add_ref、del_ref）和其它函数（clone_obj、read_property、write_property、has_property、unset_property、get_properties、get_method、call_method、get_constructor、cast_object、get_class_name、count_elements等）。对象句柄zend_object_handle是objects_store中对象存储池store bulk的索引。
php对象zend_object包括类结构，和一个属性properties的哈希表。类结构zend_class_entry包括类型，名称，父类指针，引用计数，文件名，模块结构指针，（方法、属性默认值、属性信息、默认静态成员、静态成员、常量、函数）的哈希表，和一组系统方法（construct、destructor、clone、__get、__set、__unset、__isset、__call、__tostring、serialize_func、unserialize_func），以及接口结构。类析构当引用计数等于0，将释放属性默认值、属性信息，常量、函数等的哈希表和接口结构。
typedef struct _zend_object_value {
       zend_object_handle handle;
       zend_object_handlers *handlers;
} zend_object_value;
typedef struct _zend_object {
       zend_class_entry *ce;
       HashTable *properties;
} zend_object;
struct _zend_class_entry {
       char type;
       char *name;
       zend_uint name_length;
       struct _zend_class_entry *parent;
       int refcount;
 
       HashTable function_table;
       HashTable default_properties;
       HashTable properties_info;
       HashTable default_static_members;
       HashTable *static_members;
       HashTable constants_table;
       struct _zend_function_entry *builtin_functions;
 
       union _zend_function *constructor;
       union _zend_function *destructor;
       union _zend_function *clone;
       union _zend_function *__get;
       union _zend_function *__set;
       union _zend_function *__unset;
       union _zend_function *__isset;
       union _zend_function *__call;
       union _zend_function *__tostring;
       union _zend_function *serialize_func;
       union _zend_function *unserialize_func;
 
       zend_class_entry **interfaces;
       zend_uint num_interfaces;
 
       char *filename;
       zend_uint line_start;
       zend_uint line_end;
       char *doc_comment;
       zend_uint doc_comment_len;
       struct _zend_module_entry *module;
};
typedef struct _zend_property_info {
       zend_uint flags;
       char *name;
       int name_length;
       ulong h;
       char *doc_comment;
       int doc_comment_len;
       zend_class_entry *ce;
} zend_property_info;
资源resource

资源resource使用zval中lval为句柄，资源存储在全局变量HashTable regular_list，持久资源存储在全局变量persistent_list，资源句柄是regular_list的索引index，资源使用zend_rsrc_list_entry结构存储，如果引用计数refcount等于0，将资源存储列表regular_list、persistent_list对应的资源zend_rsrc_list_entry删除，同时释放资源。释放资源时，找到对应的析构方法，释放对应的内容，持久资源使用其持久资源对应的析构方法。资源模块一般带有资源和持久资源两种析构方法。
typedef struct _zend_rsrc_list_entry {
       void *ptr;
       int type;
       int refcount;
} zend_rsrc_list_entry;
 
常量

常量存储在全局变量HashTable *zend_constants，常量以zend_constant结构注册到zend_constants中，注册常量时常量名称将转换为小写，故php常量大小写不敏感。查找常量时，首先查找类常量，即classname::constname，如果有效将查找类的常量表，否则查找全局变量zend_constants哈希表的内容。系统设定的常量除错误类型常量外，还有TRUE，FALSE，NULL，ZEND_THREAD_SAFE。
typedef struct _zend_constant {
       zval value;
       int flags;
       char *name;
       uint name_len;
       int module_number;
} zend_constant;
内置函数

Php内置函数包括：zend_version，func_num_args，func_get_arg，func_get_args，strlen，strcmp，strncmp，strcasecmp，strncasecmp，each，error_reporting，define，defined，get_class，get_parent_class，method_exists，property_exists，class_exists，interface_exists，function_exists，get_included_files，is_subclass_of，is_a，get_class_vars，get_object_vars，get_class_methods，trigger_error，set_error_handler，restore_error_handler，set_exception_handler，restore_exception_handler，get_declared_classes，get_declared_interfaces，get_defined_functions，get_defined_vars ，get_loaded_extensions ，extension_loaded，get_resource_type ，get_extension_funcs，get_defined_constants，create_function。
函数

函数参数获取通过参数栈顶部得到，函数注册在全局变量function_table中，一般类方法或者类静态方法，首先在类中，然后在父类中查找，在全局函数表中查找，检查方法是否可用（如是否为抽象方法、过时方法），将参数压入参数栈，设置符号表和范围，设置返回值和中间代码，执行代码，如果是内部函数，直接调用。
typedef struct _zend_function_entry {
       char *fname;
       void (*handler)(INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS);
       struct _zend_arg_info *arg_info;
       zend_uint num_args;
       zend_uint flags;
} zend_function_entry;
 
typedef struct _zend_arg_info {
       char *name;
       zend_uint name_len;
       char *class_name;
       zend_uint class_name_len;
       zend_bool array_type_hint;
       zend_bool allow_null;
       zend_bool pass_by_reference;
       zend_bool return_reference;
       int required_num_args;
} zend_arg_info;
typedef struct _zend_fcall_info {
       size_t size;
       HashTable *function_table;
       zval *function_name;
       HashTable *symbol_table;
       zval **retval_ptr_ptr;
       zend_uint param_count;
       zval ***params;
       zval **object_pp;
       zend_bool no_separation;
} zend_fcall_info;
PHP动态运行分析

内存管理

Php使用自己的内存管理代码，使用的内存在php全局堆heap中分配，当前内存不够时，发布内存不够安全错误，内存以块形式存在，可设置内存相关环境变量ZEND_MM_SEG_SIZE和ZEND_MM_COMPACT，先搜索最大内存块，分配内存，否则查找合适的BUCKET，如果没有合适内存块，扩大内存段，如果内存超限，发布内存不够安全错误。释放内存时，将内存块加入free内存链接池，并进行内存块归并。可以检查内存全局堆是否有泄漏。
struct _zend_mm_heap {
       int                 use_zend_alloc;
       size_t              free_bitmap;
       size_t              large_free_bitmap;
       size_t              block_size;
       size_t              compact_size;
       zend_mm_segment    *segments_list;
       zend_mm_storage    *storage;
       size_t              real_size;
       size_t              real_peak;
       size_t              limit;
       size_t              size;
       size_t              peak;
       size_t              reserve_size;
       void               *reserve;
       int                 overflow;
       int                 internal;
       zend_mm_free_block *free_buckets[ZEND_MM_NUM_BUCKETS*2];
       zend_mm_free_block *large_free_buckets[ZEND_MM_NUM_BUCKETS];
       zend_mm_free_block *rest_buckets[2];
};
系统运行

接受apche的请求，request初始化，初始化输出缓冲，找到入口文件，
初始化执行环境，
编译文件，
运行编译结果，可在zend虚拟机中运行。
释放执行环境。
Flex 词法分析，Bison 语法分析。
初始化执行环境

开启内存管理，
开启扩展模块机制，
设置辅助函数，
初始化error表，
初始化栈帧stock frame，
初始化符号cache表、函数表、类表，
置入参数栈，
初始化符号表，
初始化全局变量GLOBALS，
初始化模块列表，
初始化包含文件表include files，
初始化对象池，
初始化持久资源列表，
初始化全局常量，
设置内部函数，
初始化ticks_count，用户错误处理句柄，异常exception，超时timed_out，等。
释放执行环境

关闭超时函数，
释放持久资源列表，
释放全局常量，
模块列表模块消活deactive，
符号表symbol_table析构，
取消用户错误处理句柄、用户错误处理句柄，
清除函数、类的静态变量、参数栈、操作数组、符号cache表，
对象池析构，
释放资源列表，
清除包含文件表include files，
清除栈帧stock frame。
运行超时

如果设置运行超时，
Windows版本启动超时创建线程，创建线程创建超时窗口、事件处理函数，设置定时器。可以设置新的定时器Timer，或者取消定时器。
其它系统直接设置定时器。可以设置新的定时，或者取消定时。
变量转换cast

to int：NULL->0，double->int，string->int，array->不空1 or 0，bool->true 1 or 0，resource->句柄值，object->如可转换，转换，or如兼容，不空1 or 0，default->0。
to double：NULL->0.0，其它如上。
to null：object->如果可转换，转换。其它，释放变量，设置类型为NULL。
to boolean：null->false，其它转换为int的值不为0，true；or false。
to string：null->空字符串，int、double->相应的字符串，bool->true，为“1”，or空字符串，resource->“Resource id [句柄数字]”; array-> "Array",;object->如可转换，转换__tostring，or "Object"。
to array：NULL->空数组；object->属性property转换为数组；其它，成为数组的第一个成员。
to object：：NULL->空对象；array->数值值转换为property；其它，成为对象的一个名为scalar成员。