PHPのOpcodeを 読んでみよう

Transcript

1. PHPのOpcodeを 読んでみよう ディップ株式会社　クライアントエンハンス課 渡邉泰曉 ＠yasuaki640
2. この発表のねらい 1. Opcodeを読む準備ができる 2. PHP処理系内部を垣間見、処理系に興味を持てる
3. Opcodeとは?(wikipediaより抜粋) （機械語に限らず）操作に関する命令のコード。 (中略) アセンブリ言語や仮想機械などの用語として用 いられる。 https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%9A%E3%82%B3%E3%83%BC%E3%83%89
4. Opcodeとは?(PHPでのダンプ形式) ADD CV0($a) CV1($b) オペコード オペランド(引数)
5. Opcodeの扱われ方(概要) 1. PHPコードを解析し、AST(抽象構文木)を出力 2. ASTからOpcodeを生成 3. OpcodeをPHP VMが実行 <?php echo "Hello"; ECHO string("Hello") RETURN int(1) array( 0: Stmt_Echo( exprs: array( 0: Scalar_String( value: Hello ) ... 解析 生成(emit) VMに渡され実行
6. Opcodeの扱われ方(OPcache使用時) - Opcodeが共有メモリにキャッシュされる - PHPコードの解析~ASTの生成を飛ばすため処理が速い!! <?php echo "Hello"; ECHO string("Hello") RETURN int(1) array( 0: Stmt_Echo( exprs: array( 0: Scalar_String( value: Hello ) ... 解析 生成(emit) VMに渡され実行 ここだけ実行
7. Opcodeを読むメリット(個人の感想です) - (手っ取り早く)PHP処理系の挙動を垣間見れる - php-srcリーディングの取っ掛かりとしやすい
8. Opcodeダンプの設定 - PHP 7.1以降であれば拡張を入れず、簡単に Opcodeダンプを出力できる - 詳細はAppendixに記載
9. Opcodeを読む <?php $a = 1; $b = 2; $c = $a + $b; echo $c;
10. Opcodeを読む <?php $a = 1; $b = 2; $c = $a + $b; echo $c; $_main: ; (lines=6, args=0, vars=3, tmps=4) ; (before optimizer) ; /workspace/experimental.php:1-6 ; return [] RANGE[0..0] 0000 ASSIGN CV0($a) int(1) 0001 ASSIGN CV1($b) int(2) 0002 T5 = ADD CV0($a) CV1($b) 0003 ASSIGN CV2($c) T5 0004 ECHO CV2($c) 0005 RETURN int(1)
11. Opcodeを読む $_main: ; (lines=6, args=0, vars=3, tmps=4) ; (before optimizer) ; /workspace/experimental.php:1-6 ; return [] RANGE[0..0] 0000 ASSIGN CV0($a) int(1) 0001 ASSIGN CV1($b) int(2) 0002 T5 = ADD CV0($a) CV1($b) 0003 ASSIGN CV2($c) T5 0004 ECHO CV2($c) 0005 RETURN int(1) 実行時のメタ情報 ダンプされた Opcode
12. Opcodeを読む - PHP公式に各Opcodeの説明が記載 http://php.adamharvey.name/manual/ja/internals2.opcodes.php
13. Opcodeを読む 0000 ASSIGN CV0($a) int(1) 0001 ASSIGN CV1($b) int(2) 0002 T5 = ADD CV0($a) CV1($b) 0003 ASSIGN CV2($c) T5 0004 ECHO CV2($c) 0005 RETURN int(1) PHPスクリプト上の 実際の変数($a, $b) に値を代入
14. Opcodeを読む 0000 ASSIGN CV0($a) int(1) 0001 ASSIGN CV1($b) int(2) 0002 T5 = ADD CV0($a) CV1($b) 0003 ASSIGN CV2($c) T5 0004 ECHO CV2($c) 0005 RETURN int(1) 加算を実行し、 VM上の一時変数(T5)に 値を代入
15. Opcodeを読む 0000 ASSIGN CV0($a) int(1) 0001 ASSIGN CV1($b) int(2) 0002 T5 = ADD CV0($a) CV1($b) 0003 ASSIGN CV2($c) T5 0004 ECHO CV2($c) 0005 RETURN int(1) VM上の一時変数(T5)の値を PHPスクリプト上の 実際の変数($c)に代入
16. Opcodeを読む 0000 ASSIGN CV0($a) int(1) 0001 ASSIGN CV1($b) int(2) 0002 T5 = ADD CV0($a) CV1($b) 0003 ASSIGN CV2($c) T5 0004 ECHO CV2($c) 0005 RETURN int(1) 加算結果が代入された 変数に対しechoを実行
17. Opcodeを読む 0000 ASSIGN CV0($a) int(1) 0001 ASSIGN CV1($b) int(2) 0002 T5 = ADD CV0($a) CV1($b) 0003 ASSIGN CV2($c) T5 0004 ECHO CV2($c) 0005 RETURN int(1) PHP側で 暗黙的に付与されるreturn ※詳細は略
18. Opcodeのハンドラを読む - マニュアルに説明がないOpcodeもある - php-srcに、Opcodeのハンドラ(処理の実体)を探して 読む - 今回はハンドラの探し方まで紹介
19. Opcodeのハンドラを読む <?php function welcome(string $target): string { $hi = 'Welcome to' . $target; return $hi; } echo welcome('PHP conference!'); $_main: (省略) 0000 INIT_FCALL 1 144 string("welcome") 0001 SEND_VAL string("PHP conference!") 1 0002 V0 = DO_UCALL 0003 ECHO V0 0004 RETURN int(1) welcome: (省略) 0000 CV0($target) = RECV 1 0001 T2 = CONCAT string("Welcome to") CV0($target) 0002 ASSIGN CV1($hi) T2 0003 VERIFY_RETURN_TYPE CV1($hi) 0004 RETURN CV1($hi) 0005 VERIFY_RETURN_TYPE 0006 RETURN null
20. Opcodeのハンドラを読む welcome: (省略) 0000 CV0($target) = RECV 1 0001 T2 = CONCAT string("Welcome to") CV0($target) 0002 ASSIGN CV1($hi) T2 0003 VERIFY_RETURN_TYPE CV1($hi) 0004 RETURN CV1($hi) 0005 VERIFY_RETURN_TYPE 0006 RETURN null 引数の型チェック？？ (ドキュメントに説明がない)
21. Opcodeのハンドラを読む - php-srcのzend_vm_execute.hに実際の処理が書 かれている ZEND_{Opcode名}_SPEC_{オペランドの種別}_HANDLER
22. Opcodeのハンドラを読む static ZEND_OPCODE_HANDLER_RET ZEND_FASTCALL ZEND_VERIFY_RETURN_TYPE_SPEC_CV_UNUSED_HANDLER (ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS) { オペコード名 オペランドの種別
23. Opcodeのハンドラを読む - ソースを読むだけではわからないことも多い - 本当にそのハンドラが呼ばれているのか？ - デバッガを使う - 手順はネット上に豊富なため割愛
24. Opcodeのハンドラを読む
25. まとめ - PHPコードは内部でOpcodeにコンパイルされる - Opcodeを読むことは、php-srcリーディングなど深淵 の入り口におすすめ - パフォーマンスのため、OPcacheはちゃんと設定しよ う
26. 採用やってます！！！ - QRコードを読み取り、カジュアル面談しましょう！！
27. Appendix
28. 参考にさせていただいた記事 - php-srcを読んでみよう - https://fortee.jp/phpcon-2022/proposal/1addf51d-6f72-4c96-9337-034ec6cc0643 - PHP による hello world 入門 - https://tech.respect-pal.jp/php-helloworld - PHP 7 Virtual Machine - https://www.npopov.com/2017/04/14/PHP-7-Virtual-machine.html - How to dump and inspect PHP OPCodes - https://php.watch/articles/php-dump-opcodes - Static Optimization of PHP bytecode (PHPSC 2017) - https://www.slideshare.net/nikita_ppv/static-optimization-of-php-bytecode-phpsc-2017 - Zend Engine 2 オペコード (PHP公式マニュアル) - http://php.adamharvey.name/manual/ja/internals2.opcodes.php - OPcache (PHP公式マニュアル) - https://www.php.net/manual/en/book.opcache.php - Implementing a Range Operator into PHP - https://phpinternals.net/articles/implementing_a_range_operator_into_php - Using CLion with php-src - https://dev.to/ramsey/using-clion-with-php-src-4me0
29. Opcodeダンプの設定 - .iniファイルでOPcacheの設定を有効にする - 今回はCLI版での実行を想定 zend_extension=opcache opcache.enable_cli=1
30. Opcodeダンプの設定 - スクリプト実行時にOpcodeダンプ出力のオプションを 渡す php -d opcache.opt_debug_level=0x10000 sample.php