opcode是計算機指令中的一部分,用於指定要執行的操作, 指令的格式和規範由處理器的指令規範指定。 除了指令本身以外通常還有指令所需要的操作數,可能有的指令不需要顯式的操作數。 這些操作數可能是寄存器中的值,堆棧中的值,某塊內存的值或者IO端口中的值等等。
通常opcode還有另一種稱謂:字節碼(byte codes)。 例如Java虛擬機(JVM),.NET的通用中間語言(CIL: Common Intermeditate Language)等等。
PHP中的opcode則屬於前面介紹中的後着,PHP是構建在Zend虛擬機(Zend VM)之上的。PHP的opcode就是Zend虛擬機中的指令。
在PHP實現內部,opcode由如下的結構體表示:
struct _zend_op {
opcode_handler_t handler; // 執行該opcode時調用的處理函數
znode result;
znode op1;
znode op2;
ulong extended_value;
uint lineno;
zend_uchar opcode; // opcode代碼
};
和CPU的指令類似,有一個標示指令的opcode字段,以及這個opcode所操作的操作數,PHP不像彙編那麼底層, 在腳本實際執行的時候可能還需要其他更多的信息,extended_value字段就保存了這類信息, 其中的result域則是保存該指令執行完成後的結果。
例如如下代碼是在編譯器遇到print語句的時候進行編譯的函數:
void zend_do_print(znode *result,const znode *arg TSRMLS_DC)
{
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
opline->result.op_type = IS_TMP_VAR;
opline->result.u.var = get_temporary_variable(CG(active_op_array));
opline->opcode = ZEND_PRINT;
opline->op1 = *arg;
SET_UNUSED(opline->op2);
*result = opline->result;
}
這個函數新創建一條zend_op,將返回值的類型設置爲臨時變量(IS_TMP_VAR),併爲臨時變量申請空間, 隨後指定opcode爲ZEND_PRINT,並將傳遞進來的參數賦值給這條opcode的第一個操作數。這樣在最終執行這條opcode的時候, Zend引擎能獲取到足夠的信息以便輸出內容。
下面這個函數是在編譯器遇到echo語句的時候進行編譯的函數:
void zend_do_echo(const znode *arg TSRMLS_DC)
{
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
opline->opcode = ZEND_ECHO;
opline->op1 = *arg;
SET_UNUSED(opline->op2);
}
可以看到echo處理除了指定opcode以外,還將echo的參數傳遞給op1,這裏並沒有設置opcode的result結果字段。 從這裏我們也能看出print和echo的區別來,print有返回值,而echo沒有,這裏的沒有和返回null是不同的, 如果嘗試將echo的值賦值給某個變量或者傳遞給函數都會出現語法錯誤。
PHP腳本編譯爲opcode保存在op_array中,其內部存儲的結構如下:
struct _zend_op_array {
/* Common elements */
zend_uchar type;
char *function_name; // 如果是用戶定義的函數則,這裏將保存函數的名字
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; // opcode數組
zend_uint last,size;
zend_compiled_variable *vars;
int last_var,size_var;
// ...
}
如上面的註釋,opcodes保存在這裏,在執行的時候由下面的execute函數執行:
ZEND_API void execute(zend_op_array *op_array TSRMLS_DC)
{
// ... 循環執行op_array中的opcode或者執行其他op_array中的opcode
}
前面提到每條opcode都有一個opcode_handler_t的函數指針字段,用於執行該opcode, 這裏並沒有給沒有指定處理函數,那在執行的時候該由哪個函數來執行呢? 更多信息請參考後面的詳細介紹。
PHP有三種方式來進行opcode的處理:CALL,SWITCH和GOTO,PHP默認使用CALL的方式,也就是函數調用的方式, 由於opcode執行是每個PHP程序頻繁需要進行的操作,可以使用SWITCH或者GOTO的方式來分發, 通常GOTO的效率相對會高一些,不過效率是否提高依賴於不同的CPU。