深入理解PHP内核(六)函数的定义、传参及返回值

一、函数的定义

　　用户函数的定义从function 关键字开始，如下

function foo($var) {
echo $var;
}

　　1、词法分析

　　在Zend/zend_language_scanner.l中我们找到如下所示的代码：

<ST_IN_SCRIPTING>"function" {
return T_FUNCTION;
}

　　它所表示的含义是function将会生成T_FUNCTION标记。在获取这个标记后，我们开始语法分析。

　　2、语法分析

　　在Zend/zend_language_parser.y文件中找到函数的声明过程标记如下：

function:
T_FUNCTION { $$.u.opline_num = CG(zend_lineno); }
;

is_reference:
/* empty */ { $$.op_type = ZEND_RETURN_VAL; }
|   '&'         { $$.op_type = ZEND_RETURN_REF; }
;

unticked_function_declaration_statement:
function is_reference T_STRING {
zend_do_begin_function_declaration(&$1, &$3, 0, $2.op_type, NULL TSRMLS_CC); }
'(' parameter_list ')' '{' inner_statement_list '}' {
zend_do_end_function_declaration(&$1 TSRMLS_CC); }
;

　　　　关注点在function is_reference T_STRING,表示function关键字，是否引用，函数名

　　T_FUNCTION标记只是用来定位函数的声明，表示这是一个函数，而更多的工作是与这个函数相关的东西，包括参数，返回值。

　　3、生成中间代码

　　语法解析后，我们看到所执行编译函数为zend_do_begin_function_declaration。在Zend/zend_complie.c文件找到其实现如下：

void zend_do_begin_function_declaration(znode *function_token, znode
*function_name,
int is_method, int return_reference, znode *fn_flags_znode TSRMLS_DC) /* {{{
*/
{
...//省略
function_token->u.op_array = CG(active_op_array);
lcname = zend_str_tolower_dup(name, name_len);

orig_interactive = CG(interactive);
CG(interactive) = 0;
init_op_array(&op_array, ZEND_USER_FUNCTION, INITIAL_OP_ARRAY_SIZE
TSRMLS_CC);
CG(interactive) = orig_interactive;

...//省略

if (is_method) {
...//省略，类方法 在后面的章节介绍
„!ǶGH
} else {
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);

opline->opcode = ZEND_DECLARE_FUNCTION;
opline->op1.op_type = IS_CONST;
build_runtime_defined_function_key(&opline->op1.u.constant, lcname,
name_len TSRMLS_CC);
opline->op2.op_type = IS_CONST;
opline->op2.u.constant.type = IS_STRING;
opline->op2.u.constant.value.str.val = lcname;
opline->op2.u.constant.value.str.len = name_len;
Z_SET_REFCOUNT(opline->op2.u.constant, 1);
opline->extended_value = ZEND_DECLARE_FUNCTION;
zend_hash_update(CG(function_table), opline-
>op1.u.constant.value.str.val,
opline->op1.u.constant.value.str.len, &op_array,
sizeof(zend_op_array),
(void **) &CG(active_op_array));
}

}
/* }}} */

　　生成的代码为ZEND_DECLARE_FUNCTION，根据这个中间的代码及操作数对应的op_type。我们可以找到中间代码的执行函数为ZEND_DECLARE_FUNCTION_SPEC_HANDLER。

　　　　在生成中间代码的时候，可以看到已经统一了函数名全部为小写，表示函数的名称不是区　　分大小写的。

　　为验证这个实现，我们看一段代码

function T() {
echo 1;
}

function t() {
echo 2;
}

　　执行代码会报错Fatal error: Cannot redeclare t() (previously declared in ...)

　　表示对于PHP来说T和t是同一个函数名，校验函数名是否重复，这个过程是在哪进行的呢？

　　4、执行中间代码

　　在Zend/zend_vm_execute.h文件中找到ZEND_DECLARE_FUNCTION中间代码对应的执行函数:ZEND_DECLARE_FUNCTION_SPEC_HANDLER。此函数只调用了函数do_bind_function。其调用代码为：

do_bind_function(EX(opline), EG(function_table), 0);

　　在这个函数中将EX(opline)所指向的函数添加到EG(function_table)中，并判断是否已经存在相同名字的函数，如果存在则报错，EG(function_table)用来存放执行过程中全部的函数信息，相当于函数的注册表。它的结构是一个HashTable，所以在do_bind_function函数中添加新的函数使用的是HashTable的操作函数zend_hash_add

二、函数的参数

　　函数的定义只是一个将函数名注册到函数列表的过程。

　　1、用户自定义函数的参数

　　我们知道对于函数的参数检查是通过zend_do_receive_arg函数来实现的，在此函数中对于参数的关键代码如下：

CG(active_op_array)->arg_info = erealloc(CG(active_op_array)->arg_info,
sizeof(zend_arg_info)*(CG(active_op_array)->num_args));
cur_arg_info = &CG(active_op_array)->arg_info[CG(active_op_array)->num_args-1];
cur_arg_info->name = estrndup(varname->u.constant.value.str.val,
varname->u.constant.value.str.len);
cur_arg_info->name_len = varname->u.constant.value.str.len;
cur_arg_info->array_type_hint = 0;
cur_arg_info->allow_null = 1;
cur_arg_info->pass_by_reference = pass_by_reference;
cur_arg_info->class_name = NULL;
cur_arg_info->class_name_len = 0;

　　整个参数的传递是通过给中间代码的arg_info字段执行赋值操作完成。关键点是在arg_info字段，arg_info字段的结构如下：

typedef struct _zend_arg_info {
const char *name;   /*参数的名称*/
zend_uint name_len;     /*参数名称的长度*/
const char *class_name; /* 类名*/
zend_uint class_name_len;   /*类名长度*/
zend_bool array_type_hint;  /*数组类型提示*/
zend_bool allow_null;   /*是否允许为NULLͺ*/
zend_bool pass_by_reference;    /*是否引用传递*/
zend_bool return_reference;
int required_num_args;
} zend_arg_info;

　　参数的值传递和参数传递的区别是通过pass_by_reference参数在生成中间代码时实现的。

　　对于参数的个数，中间代码中包含的arg_nums字段在每次执行**zend_do_receive_argxx时都会加1.如下代码：

CG(active_op_array)->num_args++;

　　并且当前参数的索引为ŒCG(active_op_array)->num_args-1.如下代码：

cur_arg_info = &CG(active_op_array)->arg_info[CG(active_op_array)->num_args-1];

　　以上的分析是针对函数定义时的参数设置，这些参数是固定的。而在实际编写程序时可能我们会用到可变参数。此时我们会用到函数func_num_args和func_get_args。它们是以内部函数存在。于是在Zend\zend_builtin_functions.c文件中找到这两个函数的实现。我们首先来看func_num_args函数的实现，其代码如下：

/* {{{ proto int func_num_args(void)
Get the number of arguments that were passed to the function */
ZEND_FUNCTION(func_num_args)
{
zend_execute_data *ex = EG(current_execute_data)->prev_execute_data;

if (ex && ex->function_state.arguments) {
RETURN_LONG((long)(zend_uintptr_t)*(ex->function_state.arguments));
} else {
zend_error(E_WARNING,
"func_num_args():  Called from the global scope - no function context");
RETURN_LONG(-1);
}
}
/* }}} */

　　在存在ex->function_state.arguments的情况下，及函数调用时，返回ex->function_state.arguments转化后的值，否则显示错误并返回-1。这里最关键的一点是EG(current_execute_data)。这个变量存放的是当前执行程序或函数的数据，此时我们需要取前一个执行程序的数据，为什么呢?因为这个函数的调用是在进入函数后执行的。函数的相关数据等都在之前执行过程中，于是调用的是：

zend_execute_data *ex = EG(current_execute_data)->prev_execute_data;

　　2、内部函数的参数

　　以常见的count函数为例，其参数处理部分的代码如下：

/* {{{ proto int count(mixed var [, int mode])
Count the number of elements in a variable (usually an array) */
PHP_FUNCTION(count)
{
zval *array;
long mode = COUNT_NORMAL;

if (zend_parse_parameters(ZEND_NUM_ARGS() TSRMLS_CC, "z|l",
&array, &mode) == FAILURE) {
return;
}
... //省略
}

　　这里包括了两个操作：一个是取参数的个数，一个是解析参数列表。

　　(1)取参数的个数

　　取参数的个数是通过ZEND_NUM_ARGS()宏来实现的，其定义如下：

#define ZEND_NUM_ARGS()     (ht)

　　ht是在Zend/zend.h文件中定义的宏INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS中的ht，如下

#define INTERNAL_FUNCTION_PARAMETERS int ht, zval *return_value,
zval **return_value_ptr, zval *this_ptr, int return_value_used TSRMLS_DC

　　(2)解析参数列表

　　PHP内部函数在解析参数时使用的是zend_parse_parameters。它可以大大简化参数的接收处理工作，虽然它在处理可变参数时还有点弱。

　　其声明如下：

ZEND_API int zend_parse_parameters(int num_args TSRMLS_DC, char *type_spec,
...)

第一个参数num_args表明表示想要接收的参数个数，我们经常使用ZEND_NUM_ARGS()来表示对传入的参数“有多少要多少”

第二个参数应该是宏TSRMLS_CC。

第三个参数type_spec是一个字符串，用来指定我们所期待接收的各个参数的类型，有点类似于printf中指定输出格式的那个格式化字符串。

剩下的参数就是我们用来接收PHP参数值的变量的指针。

　　zend_parse_parameters()在解析参数的同时户尽可能的转换参数类型，这样就可以确保我们总是能得到所期望的类型的变量

　　3、函数的返回值

　　PHP中函数都有返回值，没return返回null

　　(1)return语句

　　从Zend/zend_language_parser.y文件中可以确认其生成中间代码调用的是zend_do_return函数。

void zend_do_return(znode *expr, int do_end_vparse TSRMLS_DC) /* {{{ */
{
zend_op *opline;
int start_op_number, end_op_number;
if (do_end_vparse) {
if (CG(active_op_array)->return_reference
&& !zend_is_function_or_method_call(expr)) {
zend_do_end_variable_parse(expr, BP_VAR_W, 0 TSRMLS_CC);/* 处理返回引用 */
} else {
zend_do_end_variable_parse(expr, BP_VAR_R, 0 TSRMLS_CC);/* 处理常规变量返回 */
}
}

...// 省略，取其他中间代码操作

opline->opcode = ZEND_RETURN;

if (expr) {
opline->op1 = *expr;

if (do_end_vparse && zend_is_function_or_method_call(expr)) {
opline->extended_value = ZEND_RETURNS_FUNCTION;
}
} else {
opline->op1.op_type = IS_CONST;
INIT_ZVAL(opline->op1.u.constant);
}

SET_UNUSED(opline->op2);
}
/* }}} */

　　生成中间代码为ZEND_RETURN。第一个操作数的类型在返回值为可用的表达式时，其类型为表达式的操作类型，否则类型为IS_CONST。这在后续计算执行中间代码函数时有用到。根据操作数的不同，ZEND_RETURN中间代码会执行ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER，ZEND_RETURN_SPEC_TMP_HANDLER或ZEND_RETURN_SPEC_TMP_HANDLER。这三个函数的执行流程基本类似，包括对一些错误的处理。这里我们以ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER为例说明函数返回值的执行过程：

static int ZEND_FASTCALL
ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
{
zend_op *opline = EX(opline);
zval *retval_ptr;
zval **retval_ptr_ptr;

if (EG(active_op_array)->return_reference == ZEND_RETURN_REF) {

//  ǓǔŷsÁ\ɁƶMļ@ɗÁĻļ
if (IS_CONST == IS_CONST || IS_CONST == IS_TMP_VAR) {
/* Not supposed to happen, but we'll allow it */
zend_error(E_NOTICE, "Only variable references \
should be returned by reference");
goto return_by_value;
}

retval_ptr_ptr = NULL;  //  ǓǔŔ

if (IS_CONST == IS_VAR && !retval_ptr_ptr) {
zend_error_noreturn(E_ERROR, "Cannot return string offsets by
reference");
}
if (IS_CONST == IS_VAR && !Z_ISREF_PP(retval_ptr_ptr)) {
if (opline->extended_value == ZEND_RETURNS_FUNCTION &&
EX_T(opline->op1.u.var).var.fcall_returned_reference) {
} else if (EX_T(opline->op1.u.var).var.ptr_ptr ==
&EX_T(opline->op1.u.var).var.ptr) {
if (IS_CONST == IS_VAR && !0) {
/* undo the effect of get_zval_ptr_ptr() */
PZVAL_LOCK(*retval_ptr_ptr);
}
zend_error(E_NOTICE, "Only variable references \
should be returned by reference");
goto return_by_value;
}
}

if (EG(return_value_ptr_ptr)) { //  Ǔǔŷs
SEPARATE_ZVAL_TO_MAKE_IS_REF(retval_ptr_ptr);   //  is_ref__gcőęŒ
1
Z_ADDREF_PP(retval_ptr_ptr);    //  refcount__gcŒď×1

(*EG(return_value_ptr_ptr)) = (*retval_ptr_ptr);
}
} else {
return_by_value:

retval_ptr = &opline->op1.u.constant;

if (!EG(return_value_ptr_ptr)) {
if (IS_CONST == IS_TMP_VAR) {

}
} else if (!0) { /* Not a temp var */
if (IS_CONST == IS_CONST ||
EG(active_op_array)->return_reference == ZEND_RETURN_REF ||
(PZVAL_IS_REF(retval_ptr) && Z_REFCOUNT_P(retval_ptr) > 0)) {
zval *ret;

ALLOC_ZVAL(ret);
INIT_PZVAL_COPY(ret, retval_ptr);   //  Ł™ͿʍǓǔŔ
zval_copy_ctor(ret);
*EG(return_value_ptr_ptr) = ret;
} else {
*EG(return_value_ptr_ptr) = retval_ptr; //  ħ6ɶŔ
Z_ADDREF_P(retval_ptr);
}
} else {
zval *ret;

ALLOC_ZVAL(ret);
INIT_PZVAL_COPY(ret, retval_ptr);    //  Ł™ͿʍǓǔŔ
*EG(return_value_ptr_ptr) = ret;
}
}

return zend_leave_helper_SPEC(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS_PASSTHRU);   //  Ǔ
ǔĉˆșʒ
}

　　函数的返回值在程序执行时存储在*EG(return_value_ptr_ptr)。ZEND内核对值返回和引用返回作了区别，并且在此基础上对常量，临时变量和其他类型的变量在返回时作了不同的处理。在return执行完之后，ZEND内核通过调用zend_leave_helper_SPEC函数，清除函数内部使用的变量等。这也是ZEND内核自动给函数加上NULL返回的原因之一。