PHP脚本在内核中一般会经过词法解析，语法解析、编译生成中间代码，执行中间代码这样四个大的步骤。其中，第四个步骤，执行中间代码PHP内核默认情况下是通过zend/zend_vm_execute.h文件中的execute函数调用执行完成，对于所有的中间代码，默认实现是以按顺序执行，当遇到函数等情况时跳出去执行，执行完后再回到跳出的位置继续执行。

与过程相比，过程中的数据会更加重要，那么在执行过程中的核心数据结构有哪些呢？ 在Zend/zend_vm_execute.h文件中的execute函数实现中，zend_execute_data类型的execute_data变量贯穿整个中间代码的执行过程， 其在调用时并没有直接使用execute_data，而是使用EX宏代替，其定义在Zend/zend_compile.h文件中，如下：

#define EX(element) execute_data.element

因此我们在execute函数或在opcode的实现函数中会看到EX(fbc)，EX(object)等宏调用， 它们是调用函数局部变量execute_data的元素：execute_data.fbc和execute_data.object。 execute_data不仅仅只有fbc、object等元素，它包含了执行过程中的中间代码，上一次执行的函数，函数执行的当前作用域，类等信息。 其结构如下：

typedef struct _zend_execute_data zend_execute_data;
 
struct _zend_execute_data {
    struct _zend_op *opline;
    zend_function_state function_state;
    zend_function *fbc; /* Function Being Called */
    zend_class_entry *called_scope; 
    zend_op_array *op_array;  /* 当前执行的中间代码 */
    zval *object;
    union _temp_variable *Ts;
    zval ***CVs;
    HashTable *symbol_table; /* 符号表 */
    struct _zend_execute_data *prev_execute_data;   /* 前一条中间代码执行的环境*/
    zval *old_error_reporting;
    zend_bool nested;
    zval **original_return_value; /* */
    zend_class_entry *current_scope;
    zend_class_entry *current_called_scope;
    zval *current_this;
    zval *current_object;
    struct _zend_op *call_opline;
};

在前面的中间代码执行过程中有介绍：中间代码的执行最终是通过EX(opline)->handler(execute_data TSRMLS_CC)来调用最终的中间代码程序。 在这里会将主管中间代码执行的execute函数中初始化好的execture_data传递给执行程序。

zend_execute_data结构体部分字段说明如下：

• opline字段：struct _zend_op类型，当前执行的中间代码
• op_array字段： zend_op_array类型，当前执行的中间代码队列
• fbc字段：zend_function类型，已调用的函数
  called_scope字段：zend_class_entry类型，当前调用对象作用域，常用操作是EX(called_scope) = Z_OBJCE_P(EX(object))， 即将刚刚调用的对象赋值给它。
• symbol_table字段： 符号表，存放局部变量，这在前面的<< 第六节 变量的生命周期 » 变量的作用域 >>有过说明。 在execute_data初始时，EX(symbol_table) = EG(active_symbol_table);
• prev_execute_data字段：前一条中间代码执行的中间数据，用于函数调用等操作的运行环境恢复。
  在execute函数中初始化时，会调用zend_vm_stack_alloc函数分配内存。 这是一个栈的分配操作，对于一段PHP代码的上下文环境，它存在于这样一个分配的空间作放置中间数据用，并作为栈顶元素。 当有其它上下文环境的切换（如函数调用），此时会有一个新的元素生成，上一个上下文环境会被新的元素压下去， 新的上下文环境所在的元素作为栈顶元素存在。

在zend_vm_stack_alloc函数中我们可以看到一些PHP内核中的优化。 比如在分配时，这里会存在一个最小分配单元，在zend_vm_stack_extend函数中， 分配的最小单位是ZEND_VM_STACK_PAGE_SIZE((64 * 1024) – 64)，这样可以在一定范围内控制内存碎片的大小。 又比如判断栈元素是否为空，在PHP5.3.1之前版本(如5.3.0)是通过第四个元素elelments与top的位置比较来实现， 而从PHP5.3.1版本开始，struct _zend_vm_stack结构就没有第四个元素，直接通过在当前地址上增加整个结构体的长度与top的地址比较实现。 两个版本结构代码及比较代码如下：

// PHP5.3.0
struct _zend_vm_stack {
    void **top;
    void **end;
    zend_vm_stack prev;
    void *elements[1];
};
 
if (UNEXPECTED(EG(argument_stack)->top == EG(argument_stack)->elements)) {
}
 
//  PHP5.3.1
struct _zend_vm_stack {
    void **top;
    void **end;
    zend_vm_stack prev;
};
 
if (UNEXPECTED(EG(argument_stack)->top == ZEND_VM_STACK_ELEMETS(EG(argument_stack)))) {
}
 
#define ZEND_VM_STACK_ELEMETS(stack) \
((void**)(((char*)(stack)) + ZEND_MM_ALIGNED_SIZE(sizeof(struct _zend_vm_stack))))

当一个上下文环境结束其生命周期后，如果回收这段内存呢？ 还是以函数为例，我们在前面的函数章节中<< 函数的返回 >>中我们知道每个函数都会有一个函数返回， 即使没有在函数的实现中定义，也会默认返回一个NULL。以ZEND_RETURN_SPEC_CONST_HANDLER实现为例， 在函数的返回最后都会调用一个函数zend_leave_helper_SPEC。

在zend_leave_helper_SPEC函数中，对于执行过程中的函数处理有几个关键点：

• 上下文环境的切换：这里的关键代码是：EG(current_execute_data) = EX(prev_execute_data);。 EX(prev_execute_data)用于保留当前函数调用前的上下文环境，从而达到恢复和切换的目的。
• 当前上下文环境所占用内存空间的释放：这里的关键代码是：zend_vm_stack_free(execute_data TSRMLS_CC);。 zend_vm_stack_free函数的实现存在于Zend/zend_execute.h文件，它的作用就是释放栈元素所占用的内存。
• 返回到之前的中间代码执行路径中：这里的关键代码是：ZEND_VM_LEAVE();。 我们从zend_vm_execute.h文件的开始部分就知道ZEND_VM_LEAVE宏的效果是返回3。 在执行中间代码的while循环当中，当ret=3时，这个执行过程就会恢复之前上下文环境，继续执行。

更多内容请请移步TIPI项目

Bison是一种通用目的的分析器生成器。它将LALR(1)上下文无关文法的描述转化成分析该文法的C程序。 使用它可以生成解释器，编译器，协议实现等多种程序。 Bison向上兼容Yacc，所有书写正确的Yacc语法都应该可以不加修改地在Bison下工作。 它不但与Yacc兼容还具有许多Yacc不具备的特性。

Bison分析器文件是定义了名为yyparse并且实现了某个语法的函数的C代码。 这个函数并不是一个可以完成所有的语法分析任务的C程序。 除此这外我们还必须提供额外的一些函数： 如词法分析器、分析器报告错误时调用的错误报告函数等等。 我们知道一个完整的C程序必须以名为main的函数开头，如果我们要生成一个可执行文件，并且要运行语法解析器， 那么我们就需要有main函数，并且在某个地方直接或间接调用yyparse，否则语法分析器永远都不会运行。

先看下bison的示例：逆波兰记号计算器

%{
#define YYSTYPE double
#include <stdio.h>
#include <math.h>
#include <ctype.h>
int yylex (void);
void yyerror (char const *);
%}

%token NUM

%%
input:    /* empty */
     | input line
    ;

line:     '\n'
    | exp '\n'      { printf ("\t%.10g\n", $1); }
;

exp:      NUM           { $$ = $1;           }
   | exp exp '+'   { $$ = $1 + $2;      }
    | exp exp '-'   { $$ = $1 - $2;      }
    | exp exp '*'   { $$ = $1 * $2;      }
    | exp exp '/'   { $$ = $1 / $2;      }
     /* Exponentiation */
    | exp exp '^'   { $$ = pow($1, $2); }
    /* Unary minus    */
    | exp 'n'       { $$ = -$1;          }
;
%%

#include <ctype.h>

int yylex (void) {
       int c;

/* Skip white space.  */
       while ((c = getchar ()) == ' ' || c == '\t') ;

/* Process numbers.  */
       if (c == '.' || isdigit (c)) {
       ungetc (c, stdin);
       scanf ("%lf", &yylval);
       return NUM;
     }

       /* Return end-of-input.  */
       if (c == EOF) return 0;

       /* Return a single char.  */
       return c;
}

void yyerror (char const *s) {
    fprintf (stderr, "%s\n", s);
}

int main (void) {
    return yyparse ();
}

我们先看下运行的效果：

bison demo.y
gcc -o test -lm test.tab.c
chmod +x test
./test

NOTE gcc命令需要添加-lm参数。因为头文件仅对接口进行描述，但头文件不是负责进行符号解析的实体。此时需要告诉编译器应该使用哪个函数库来完成对符号的解析。 　GCC的命令参数中，-l参数就是用来指定程序要链接的库，-l参数紧接着就是库名，这里我们在-l后面接的是m，即数学库，他的库名是m，他的库文件名是libm.so。

这是一个逆波兰记号计算器的示例，在命令行中输入 3 7 + 回车，输出10

一般来说，使用Bison设计语言的流程，从语法描述到编写一个编译器或者解释器,有三个步骤:

• 以Bison可识别的格式正式地描述语法。对每一个语法规则，描述当这个规则被识别时相应的执行动作，动作由C语句序列。即我们在示例中看到的%%和%%这间的内容。
• 描述编写一个词法分析器处理输入并将记号传递给语法分析器（即yylex函数一定要存在）。词法分析器既可是手工编写的C代码, 也可以由lex产生，后面我们会讨论如何将re2c与bison结合使用。上面的示例中是直接手工编写C代码实现一个命令行读取内容的词法分析器。
• 编写一个调用Bison产生的分析器的控制函数，在示例中是main函数直接调用。编写错误报告函数（即yyerror函数）。

将这些源代码转换成可执行程序，需要按以下步骤进行：

• 按语法运行Bison产生分析器。对应示例中的命令，bison demo.y
• 同其它源代码一样编译Bison输出的代码，链接目标文件以产生最终的产品。即对应示例中的命令　gcc -o test -lm test.tab.c