Analyse von Variablen im zugrunde liegenden PHP-Kernel-Quellcode (3)

Dieser Artikel stellt Ihnen „Analyse von Variablen im zugrunde liegenden PHP-Kernel-Quellcode (3)“ vor. Es hat einen gewissen Referenzwert. Freunde in Not können sich darauf beziehen. Ich hoffe, es wird für alle hilfreich sein.

Empfohlene verwandte Artikel: „Analyse von Variablen im zugrunde liegenden Kernel-Quellcode von PHP (1)“ „Analyse von Variablen im zugrunde liegenden Kernel-Quellcode von PHP (2) zend_string“

Der Quellcode der zend_string-Struktur wurde oben durchgelesen.

struct _zend_string {
zend_refcounted_h gc; //占用8个字节 用于gc的计数和字符串类型的记录
zend_ulong        h;        // 占用8个字节 用于记录 字符串的哈希值
size_t            len;       //占用8个字节    字符串的长度
char              val[1];   //占用1个字节    字符串的值存储位置
};

Die Len-Variable sorgt dafür, dass zend_string über binäre Sicherheitsfunktionen verfügt.

gc, die Struktur zend_refcounted_h, kann die Copy-on-Write-Funktion realisieren

Redis muss beispielsweise einen untergeordneten Prozess des aktuellen Serverprozesses erstellen, und die meisten Betriebssysteme verwenden Copy-on-Write, um die Nutzungseffizienz des untergeordneten Prozesses zu optimieren, sodass der Server im untergeordneten Prozess während seiner Existenz vergrößert wird Der Lastfaktorschwellenwert dient dazu, Hash-Tabellenerweiterungsvorgänge während der Existenz des untergeordneten Prozesses zu vermeiden, unnötige Speicherschreibvorgänge zu vermeiden und die Speichereinsparung zu maximieren.

PHP 7 verwendet auch Copy-on-Write, um bei Zuweisungsvorgängen Speicher zu sparen. Wenn ein String zugewiesen wird, wird nicht direkt eine Kopie der Daten kopiert, sondern +1 zum Refcount in _zend_refcounted_h in der zend_string-Struktur hinzugefügt Wenn die Zeichenfolge zerstört wird, wird der Refcount in _zend_refcounted_h in der zend_string-Struktur mit -1 betrieben.

Wenn Sie das Buch „PHP Underlying Source Code Design and Implementation“ von Chen Lei gelesen haben, stellen Sie möglicherweise fest, dass es etwas anders ist, da meine Version PHP7.4 ist. Die Version im Buch unterscheidet sich von der, die ich installiert habe Ich vermute, dass es der Vereinheitlichung dient.

Das gc.u.flags-Feld in der zend_string-Struktur, gc.u.flags, hat insgesamt 8 Bits, eines für jede Kategorie, und kann wiederholt beschriftet werden. Theoretisch können bis zu 8 Arten von Beschriftungen gedruckt werden. Der aktuelle PHP 7-Quellcode umfasst hauptsächlich die folgenden Kategorien: 1) Für temporäre gewöhnliche Zeichenfolgen ist das Flags-Feld mit 0 markiert. 2) Für interne Zeichenfolgen, die zum Speichern von Literalen, Bezeichnern usw. im PHP-Code verwendet werden, ist das Flags-Feld markiert Identifiziert als IS_STR_PERSISTENT |IS_STR_INTERNED. 3) Für bekannte PHP-Zeichenfolgen wird das Flags-Feld als IS_STR_PERSISTENT|IS_STR_INTERNED|IS_STR_PERMANENT identifiziert.

--------Auszug aus „Design und Implementierung des zugrunde liegenden PHP-Quellcodes“

In der untersten Ebene des PHP7.4-Quellcodes werden Variablen klassifiziert, um die Speicherverwaltung zu erleichtern. Es basiert auf u1. v.type_flags-Feld in der zend_zval-Struktur.

typedef struct _zend_refcounted_h {
uint32_t         refcount;//引用数
union {
uint32_t type_info;   //字符串所属的变量类别
} u;
} zend_refcounted_h;

Es gibt den folgenden Code in Zeile 555

struct _zval_struct {
 197         zend_value        value;         //变量
 198         union {
 199                 struct {
 200                         ZEND_ENDIAN_LOHI_3(
 201                                 zend_uchar    type,  //变量类型           
 202                                 zend_uchar    type_flags,//可以用于变量的分类
 203                                 union {
 204                                         uint16_t  extra;        /* not further specified */
 205                                 } u)
 206                 } v;
 207                 uint32_t type_info;//变量类型
 208         } u1;
 209           u2;
 222 };

In der PHP7.4-Version hat zval.u1.v.type_flags also nur zwei Typen: 0 oder 1. Gleichzeitig Ich habe mir auch den neuesten PHP8-Versionscode angesehen und das Gleiche gilt. Für ein besseres Verständnis des Quellcodes verbinden wir auch die beiden vorherigen Abschnitte, um GDB (GNU Symbolic Debugger) zu debuggen. ist einfach ein Debugging-Tool. Es handelt sich um eine freie Software, die durch die General Public License, die GPL, geschützt ist. Wie alle Debugger ermöglicht Ihnen GDB das Debuggen eines Programms, einschließlich des Stoppens des Programms an der gewünschten Stelle. Zu diesem Zeitpunkt können Sie Variablen, Register, Speicher und den Stapel anzeigen. Darüber hinaus können Sie Variablen und Speicherwerte ändern. GDB ist ein sehr leistungsfähiger Debugger, der mehrere Sprachen debuggen kann. Hier behandeln wir nur das Debuggen von C und C++, nicht andere Sprachen. Ein weiterer zu beachtender Punkt ist, dass GDB ein Debugger ist, im Gegensatz zu VC, bei dem es sich um eine integrierte Umgebung handelt. Sie können einige Front-End-Tools wie XXGDB, DDD usw. verwenden. Sie verfügen alle über grafische Oberflächen und sind daher bequemer zu verwenden. Sie sind jedoch nur eine Shell für GDB. Daher sollten Sie dennoch mit den GDB-Befehlen vertraut sein. Wenn Sie diese grafischen Oberflächen längere Zeit nutzen, werden Sie tatsächlich feststellen, wie wichtig es ist, sich mit den GDB-Befehlen vertraut zu machen.

-----Auszug aus oschina

/* zval.u1.v.type_flags */
#define IS_TYPE_REFCOUNTED(1<<0) //REFCOUNTED 可以计数的
#define IS_TYPE_COLLECTABLE(1<<1) // TYPE_COLLECTABLE可收集的
#if 1
/* This optimized version assumes that we have a single "type_flag" */
/* IS_TYPE_COLLECTABLE may be used only with IS_TYPE_REFCOUNTED */
/*优化后的版本假设我们有一个单一的"type_flag" */
/* IS_TYPE_COLLECTABLE只能与IS_TYPE_REFCOUNTED一起使用*/
# define Z_TYPE_INFO_REFCOUNTED(t)(((t) & Z_TYPE_FLAGS_MASK) != 0)
#else
# define Z_TYPE_INFO_REFCOUNTED(t)(((t) & (IS_TYPE_REFCOUNTED << Z_TYPE_FLAGS_SHIFT)) != 0)
#endif

......

Erstellen Sie eine neue PHP-Datei

[root@a3d3f47671d9 /]# php -v
PHP 7.4.15 (cli) (built: Feb 21 2021 09:07:07) ( NTS )
Copyright (c) The PHP Group
Zend Engine v3.4.0, Copyright (c) Zend Technologies
[root@a3d3f47671d9 /]# gbv    
bash: gbv: command not found
[root@a3d3f47671d9 /]# gdb
bash: gdb: command not found
[root@a3d3f47671d9 /]# yum install gdb

Verwenden Sie gdb, um PHP auszuführen

[root@a3d3f47671d9 cui]# vim php7-4-test-zval.php
 php7-4-test-zval.php                                                                              Buffers 
  <?php
   $a="abcdefg";
   echo $a;
   $b=88;
   echo $b;
   $c = $a;
   echo $c;
   echo $a;
   $c ="abc";
   echo $c;
   echo $a;

Sie können meinen Fehler sehen, weil ich in Docker bin. Die laufenden Centos image hat einige Informationen überprüft und die Lösung ist wie folgt

Bearbeiten Sie die Datei /etc/yum.repos.d/CentOS-Debuginfo.repo

Ändern Sie „enable=1“

Dann installiert yum yum-utils

Dann installiert dnf glibc-langpack -en

yum debuginfo-install libxcrypt-4.1.1-4.el8.x86_64 libxml2-2.9.7-8.el8.x86_64 sqlite-libs-3.26.0-11.el8.x86_64 xz-libs-5.2. 4 -3.el8.x86_64 zlib-1.2.11-16.el8_2.x86_64

yum debuginfo-install glibc-2.28-127.el8.x86_64

Lassen Sie uns gdb erneut ausführen

[root@a3d3f47671d9 cui]# gdb php
GNU gdb (GDB) Red Hat Enterprise Linux 8.2-12.el8
Copyright (C) 2018 Free Software Foundation, Inc.
License GPLv3+: GNU GPL version 3 or later <http://gnu.org/licenses/gpl.html>
This is free software: you are free to change and redistribute it.
There is NO WARRANTY, to the extent permitted by law.
Type "show copying" and "show warranty" for details.
This GDB was configured as "x86_64-redhat-linux-gnu".
Type "show configuration" for configuration details.
For bug reporting instructions, please see:
<http://www.gnu.org/software/gdb/bugs/>.
Find the GDB manual and other documentation resources online at:
    <http://www.gnu.org/software/gdb/documentation/>.
For help, type "help".
Type "apropos word" to search for commands related to "word"...
Reading symbols from php...done.
(gdb) b ZEND_ECHO_SPEC_CV_HANDLER   # b 命令意思是打断点
Breakpoint 1 at 0x6dfe80: file /cui/php-7.4.15/Zend/zend_vm_execute.h, line 36987.
(gdb) r php7-4-test-zval.php
Starting program: /usr/local/bin/php php7-4-test-zval.php
warning: Error disabling address space randomization: Operation not permitted
Missing separate debuginfos, use: yum debuginfo-install glibc-2.28-127.el8.x86_64
warning: Loadable section ".note.gnu.property" outside of ELF segments
warning: Loadable section ".note.gnu.property" outside of ELF segments
warning: Loadable section ".note.gnu.property" outside of ELF segments
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib64/libthread_db.so.1".
warning: Loadable section ".note.gnu.property" outside of ELF segments
warning: Loadable section ".note.gnu.property" outside of ELF segments
Breakpoint 1, ZEND_ECHO_SPEC_CV_HANDLER () at /cui/php-7.4.15/Zend/zend_vm_execute.h:36987
36987SAVE_OPLINE();
Missing separate debuginfos, use: yum debuginfo-install libxcrypt-4.1.1-4.el8.x86_64 libxml2-2.9.7-8.el8.x86_64 sqlite-libs-3.26.0-11.el8.x86_64 xz-libs-5.2.4-3.el8.x86_64 zlib-1.2.11-16.el8_2.x86_64

Befehl b im GDB-Modus OK Sie können Verstehen Sie das Setzen von Haltepunkten als xdebug von PHP Die erwähnte Sprachstruktur hat nicht gesagt, dass echo eine Funktion ist. Es gibt eine Interviewfrage zum Hauptunterschied zwischen echo() und var_dump() in PHP? Ein Makro, das später in der lexikalischen Analyse verwendet wird. Die Syntaxanalyse wird bei der Ausführung ausführlich erläutert, wie in der Abbildung gezeigt

我们设置这个断点的意义是为了让程序在拼接echo 的时候暂停代码 以便我们分析

(gdb) b ZEND_ECHO_SPEC_CV_HANDLER
Breakpoint 1 at 0x6dfe80: file /cui/php-7.4.15/Zend/zend_vm_execute.h, line 36987.

在gdb中 使用 r 运行文件

(gdb) r php7-4-test-zval.php 
Starting program: /usr/local/bin/php php7-4-test-zval.php
warning: Error disabling address space randomization: Operation not permitted
[Thread debugging using libthread_db enabled]
Using host libthread_db library "/lib64/libthread_db.so.1".
Breakpoint 1, ZEND_ECHO_SPEC_CV_HANDLER () at /cui/php-7.4.15/Zend/zend_vm_execute.h:36987
36987SAVE_OPLINE();

在gdb中 用 n 可以执行下一步操作

(gdb) n
36988z = EX_VAR(opline->op1.var);

这里我们暂且忽略继续往下走

ZEND_ECHO_SPEC_CV_HANDLER的完整代码如下(我贴出来只是想告诉你代码里有这行代码 让你知道为什么往下走，你现阶段不需要理解代码，慢慢来 )

static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_ECHO_SPEC_CV_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
USE_OPLINE
zval *z;
SAVE_OPLINE();
//****************走到了此处**************
z = EX_VAR(opline->op1.var);
if (Z_TYPE_P(z) == IS_STRING) {
zend_string *str = Z_STR_P(z);
if (ZSTR_LEN(str) != 0) {
zend_write(ZSTR_VAL(str), ZSTR_LEN(str));
}
} else {
zend_string *str = zval_get_string_func(z);
if (ZSTR_LEN(str) != 0) {
zend_write(ZSTR_VAL(str), ZSTR_LEN(str));
} else if (IS_CV == IS_CV && UNEXPECTED(Z_TYPE_P(z) == IS_UNDEF)) {
ZVAL_UNDEFINED_OP1();
}
zend_string_release_ex(str, 0);
}
ZEND_VM_NEXT_OPCODE_CHECK_EXCEPTION();
}
(gdb) n
441return pz->u1.v.type;
(gdb) n
36991zend_string *str = Z_STR_P(z);

这里到了关键位置 变量z出现了

gdb中 用p 查看变量

(gdb) p z
$1 = (zval *) 0x7f4235a13070

这是一个 zval 结构体的指针地址

(gdb) p *z
$2 = {
  value = {lval = 139922344256128, dval = 6.9130823382525114e-310, counted = 0x7f4235a02280, 
    str = 0x7f4235a02280, arr = 0x7f4235a02280, obj = 0x7f4235a02280, res = 0x7f4235a02280, ref = 0x7f4235a02280, 
    ast = 0x7f4235a02280, zv = 0x7f4235a02280, ptr = 0x7f4235a02280, ce = 0x7f4235a02280, func = 0x7f4235a02280, 
    ww = {w1 = 899687040, w2 = 32578}},
  u1 = {v = {type = 6 '\006', type_flags = 0 '\000', u = {extra = 0}}, 
    type_info = 6}, 
  u2 = {next = 0, cache_slot = 0, opline_num = 0, lineno = 0, num_args = 0, fe_pos = 0, 
    fe_iter_idx = 0, access_flags = 0, property_guard = 0, constant_flags = 0, extra = 0}}

看到这里应该很熟悉了 这就是源码里的 结构体 格式

再次复习下 zval

struct _zval_struct {
          zend_value        value;         //变量
          union {
                 struct {
                         ZEND_ENDIAN_LOHI_3(
                                  zend_uchar    type,  //变量类型           
                                  zend_uchar    type_flags,//可以用于变量的分类
                                  union {
                                          uint16_t  extra;        /* not further specified */
                                  } u)
                  } v;
                  uint32_t type_info;//变量类型
          } u1;
            u2;
  };

gdb中变量$2 中 u1.v.type=6 我们拿出第二节的 类型定义源码部分对比下

/* regular data types */
#define IS_UNDEF0
#define IS_NULL1
#define IS_FALSE2
#define IS_TRUE3
#define IS_LONG4
#define IS_DOUBLE5
#define IS_STRING6
#define IS_ARRAY7
#define IS_OBJECT8
#define IS_RESOURCE9
#define IS_REFERENCE10
.....
//其实有20种  剩下的不是常用类型 代码就不全部粘出来了
u1.v.type=6 类型是 IS_STRING

再看下 zval种 value 对应的 zend_value联合体中的代码

ypedef union _zend_value {
zend_long         lval;/* long value */
double            dval;/* double value */
zend_refcounted  *counted;
zend_string      *str;
zend_array       *arr;
zend_object      *obj;
zend_resource    *res;
zend_reference   *ref;
zend_ast_ref     *ast;
zval             *zv;
void             *ptr;
zend_class_entry *ce;
zend_function    *func;
struct {
uint32_t w1;
uint32_t w2;
} ww;
} zend_value;

还记得联合体的特性吗 ？ 所有值公用一个内存空间

上面的gdb中变量$2 的v.type=6 所以 在value中 值被str占用了 同时str 前面有个*

*星号 在C语言里代表指针 指向另外一个值的地址 所以指向 zend_string结构体

关于C语言指针您可以参考 菜鸟学院-指针

所以 接下来我们可以通过获取value中的str来获取 查看值

(gdb) p *z.value .str 
$4 = {gc = {refcount = 1, u = {type_info = 70}},
 h = 9223601495925209889, len = 7, val = "a"}

对比下 zend_string 源码

struct _zend_string {
zend_refcounted_h gc;//引用计数
zend_ulong        h;                /* hash value */
size_t            len;//字符串长度
char              val[1];
};

* 你可能有疑问 val为啥 是val=“a” 我们不是定义$a="abcdefg"; 吗 ? 还记得柔性数组吗？：）

接下来继续往下走

gdb中 用c 来执行到下一个断点处

(gdb) c
Continuing.
Breakpoint 1, ZEND_ECHO_SPEC_CV_HANDLER () at /cui/php-7.4.15/Zend/zend_vm_execute.h:36987
36987SAVE_OPLINE();
(gdb) n
36988z = EX_VAR(opline->op1.var);
(gdb) n
441return pz->u1.v.type;
(gdb) n
36997zend_string *str = zval_get_string_func(z);
(gdb) p *z
$6 = {
  value = {lval = 88, dval = 4.3477776834029696e-322, counted = 0x58, str = 0x58, arr = 0x58, obj = 0x58, 
    res = 0x58, ref = 0x58, ast = 0x58, zv = 0x58, ptr = 0x58, ce = 0x58, func = 0x58, ww = {w1 = 88, w2 = 0}}, 
  u1 = {v = {type = 4 '\004', type_flags = 0 '\000', u = {extra = 0}}, type_info = 4}, 
  u2 = {next = 0, 
    cache_slot = 0, opline_num = 0, lineno = 0, num_args = 0, fe_pos = 0, fe_iter_idx = 0, access_flags = 0, 
    property_guard = 0, constant_flags = 0, extra = 0}}

u1.v.type=4 对应的是IS_LONG 代表整型 所以 在value中 值被lval占用了

可以看到值就是88 (lval不是指针 无需再跟进去查看了)

至此 我们用gdb 结合之前所看的核心源码 亲自实战了 PHP的zval

下一节我们继续 进行写时复制 的gdb跟踪

看完此文 希望你务必也用gdb调试下 深度体会zval的巧妙之处

感谢陈雷前辈的《PHP7源码底层设计与实现》

▏本文经原作者PHP崔雪峰同意，发布在php中文网，原文地址：https://zhuanlan.zhihu.com/p/353173325

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonAnalyse von Variablen im zugrunde liegenden PHP-Kernel-Quellcode (3). Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!