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chapt16/16-01-02-php-for
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‎book/chapt16/16-01-02-php-for.markdown

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1+
for也是php中常用语法，实现过程相比while, do while更加复杂。如下一段脚本：
2+
3+
<?php
4+
for($i=0; $i<10; $i++){
5+
echo $i;
6+
}
7+
echo "end";
8+
9+
生成的指令序列如下：
10+
11+
compiled vars: !0 = $i
12+
line #* E I O op fetch ext return operands
13+
-------------------------------------------------------------------------------------
14+
2 0 E > EXT_STMT RES[ IS_UNUSED ] OP1[ IS_UNUSED ] OP2[ IS_UNUSED ]
15+
1 ASSIGN RES[ ] OP1[ IS_CV !0 ] OP2[ , IS_CONST (96013921) 0 ]
16+
2 > IS_SMALLER RES[ IS_TMP_VAR ~1 ] OP1[ IS_CV !0 ] OP2[ , IS_CONST (96013922) 10 ]
17+
3 EXT_STMT RES[ IS_UNUSED ] OP1[ IS_UNUSED ] OP2[ IS_UNUSED ]
18+
4 > JMPZNZ 8 OP1[ IS_TMP_VAR ~1 ] OP2[ , ->11 ]
19+
5 > POST_INC RES[ IS_TMP_VAR ~2 ] OP1[ IS_CV !0 ]
20+
6 FREE OP1[ IS_TMP_VAR ~2 ]
21+
7 > JMP OP1[ ->2 ]
22+
3 8 > EXT_STMT RES[ IS_UNUSED ] OP1[ IS_UNUSED ] OP2[ IS_UNUSED ]
23+
9 ECHO OP1[ IS_CV !0 ]
24+
4 10 > JMP OP1[ ->5 ]
25+
5 11 > EXT_STMT RES[ IS_UNUSED ] OP1[ IS_UNUSED ] OP2[ IS_UNUSED ]
26+
12 ECHO OP1[ IS_CONST (96013924) 'end' ]
27+
6 13 > RETURN OP1[ IS_CONST (96013925) 1 ]
28+
29+
看上去指令非常多，实际上由for语法生成的指令只有3个：JMPZNZ，JMP，JMP。从语法分析过程中可以找到for语法编译时调用的函数：
30+
31+
| T_FOR
32+
'('
33+
for_expr
34+
';' { zend_do_free(&$3 TSRMLS_CC); $4.u.op.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array)); }
35+
for_expr
36+
';' { zend_do_extended_info(TSRMLS_C); zend_do_for_cond(&$6, &$7 TSRMLS_CC); }
37+
for_expr
38+
')' { zend_do_free(&$9 TSRMLS_CC); zend_do_for_before_statement(&$4, &$7 TSRMLS_CC); }
39+
for_statement { zend_do_for_end(&$7 TSRMLS_CC); }
40+
41+
从语法分析过程中可以看出，编译for语法过程共调用了3个函数：zend_do_for_cond，zend_do_for_before_statement，zend_do_for_end。
42+
43+
zend_do_for_cond是匹配到for语法条件时（第二个分号前的语句）调用的函数：
44+
45+
void zend_do_for_cond(const znode *expr, znode *second_semicolon_token TSRMLS_DC) /* {{{ */
46+
{
47+
int for_cond_op_number = get_next_op_number(CG(active_op_array));
48+
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
49+
50+
opline->opcode = ZEND_JMPZNZ;
51+
SET_NODE(opline->op1, expr); /* the conditional expression */
52+
second_semicolon_token->u.op.opline_num = for_cond_op_number;
53+
SET_UNUSED(opline->op2);
54+
}
55+
56+
在函数中生成了一条JMPZNZ指令，这条指令和之前遇到的指令不同，它是不管条件表达式的结果是1还是0，都进行跳转的指令。条件表达式的结果保存在op1中，跳转地址是哪里呢？现在还不知道，需要在其他函数中指定，所以将当前指令在opcode数组的下标传递给了second_semicolon_token节点，其他函数通过读取这个节点的值来获取JMPZNZ指令，从而给JMPZNZ指令的跳转地址赋值。
57+
58+
### JMPZNZ指令中Z和NZ的含义
59+
60+
我们有时候会因为指令的各种名称而困惑，如JMP，JMPZ，JMPNZ，JMPZNZ，都是跳转指令，但可能会混淆。其实指令中的字母都是有含义的，Z代表的是Zero，NZ代表的是Not Zero，ZNZ代表的是Zero or Not Zero，当条件为0或不为0进行的跳转指令，ZNZ是条件为0和不为0都会进行跳转，只是跳转的地址不同。
61+
62+
接下来会编译for语法的步长，步长是每执行一次循环体后都会执行的表达式。它的编译过程在条件表达式之后，循环体之前，但是for语句的执行过程是先执行条件表达式，后执行循环体，最后才执行步长。要做到步长在这三者之中最后执行，就需要一些跳转指令了。
63+
64+
下面是步长指令编译过程：
65+
66+
void zend_do_for_before_statement(const znode *cond_start, const znode *second_semicolon_token TSRMLS_DC) /* {{{ */
67+
{
68+
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
69+
70+
opline->opcode = ZEND_JMP;
71+
opline->op1.opline_num = cond_start->u.op.opline_num;
72+
CG(active_op_array)->opcodes[second_semicolon_token->u.op.opline_num].extended_value = get_next_op_number(CG(active_op_array));
73+
SET_UNUSED(opline->op1);
74+
SET_UNUSED(opline->op2);
75+
76+
do_begin_loop(TSRMLS_C);
77+
78+
INC_BPC(CG(active_op_array));
79+
}
80+
81+
在上面的函数中生成了一个JMP指令，跳转地址为条件表达式所在的地址，条件表达式的地址是通过$4.u.op.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array))指定的。同时，将下一个指令地址赋值给了JMPZNZ指令的第二个跳转地址，刚才说道zend_do_for_before_statement是在循环体编译前被调用，所以下一个指令是循环体内的第一个指令。这样的话JMPZNZ指令就有了2个跳转地址，条件为1跳转一个，条件为0跳转到另一个。
82+
83+
有了这个JMP指令后，每次执行完步长就会跳转到条件指令，由条件指令判断是否需要执行循环体。
84+
85+
### JMPZNZ两个地址跳转到哪里？
86+
87+
当for语句的条件为1时，应该执行循环体内的语句，而JMPZNZ指令的下一条指令是步长指令，此时就不能通过指令指针后移来执行循环体语句了，需要一个JMP跳到循环体。当for语句的条件为0时，不再执行for语句块，需要跳过for循环体，执行for语句循环体外的下一条指令，JMPZNZ指令的第二个地址就保存了这条指令地址。
88+
89+
当循环体内的语句执行完毕后，应该执行步长指令。这时应该在循环体的最后加上一个JMP，跳转到步长指令：
90+
91+
void zend_do_for_end(const znode *second_semicolon_token TSRMLS_DC) /* {{{ */
92+
{
93+
zend_op *opline = get_next_op(CG(active_op_array) TSRMLS_CC);
94+
95+
opline->opcode = ZEND_JMP;
96+
opline->op1.opline_num = second_semicolon_token->u.op.opline_num+1;
97+
CG(active_op_array)->opcodes[second_semicolon_token->u.op.opline_num].op2.opline_num = get_next_op_number(CG(active_op_array));
98+
SET_UNUSED(opline->op1);
99+
SET_UNUSED(opline->op2);
100+
101+
do_end_loop(second_semicolon_token->u.op.opline_num+1, 0 TSRMLS_CC);
102+
103+
DEC_BPC(CG(active_op_array));
104+
}
105+
106+
函数新增了一个JMP指令，将指令的跳转地址设置为步长指令所在的下标。并且给JMPZNZ指令的第二个跳转地址赋值循环体后的下一条指令。
107+
108+
经过以上编译过程，就形成一个循环的指令流，只有当JMPZNZ的条件为0时，才会跳出这个循环。
109+
110+
### 为什么JMPZNZ指令的第一个跳转地址保存到了extended_value中？
111+
112+
上面说到JMPZNZ指令需要保存两个跳转地址，还需要保存一个条件表达式结果，这条指令共需要保存三条信息，而指令只有两个操作数，第一个操作数保存了条件表达式结果，第二个操作数保存了for语法结束后的下一条指令，所以只能将跳转到for循环体的指令保存到extended_value中。
113+
114+
然后看看JMPZNZ指令是如何执行的：
115+
116+
static int ZEND_FASTCALL ZEND_JMPZNZ_SPEC_CONST_HANDLER(ZEND_OPCODE_HANDLER_ARGS)
117+
{
118+
USE_OPLINE
119+
120+
zval *val;
121+
int retval;
122+
123+
SAVE_OPLINE();
124+
val = opline->op1.zv;
125+
126+
if (IS_CONST == IS_TMP_VAR && EXPECTED(Z_TYPE_P(val) == IS_BOOL)) {
127+
retval = Z_LVAL_P(val);
128+
} else {
129+
retval = i_zend_is_true(val);
130+
131+
if (UNEXPECTED(EG(exception) != NULL)) {
132+
HANDLE_EXCEPTION();
133+
}
134+
}
135+
if (EXPECTED(retval != 0)) {
136+
#if DEBUG_ZEND>=2
137+
printf("Conditional jmp on true to %d\n", opline->extended_value);
138+
#endif
139+
ZEND_VM_SET_OPCODE(&EX(op_array)->opcodes[opline->extended_value]);
140+
ZEND_VM_CONTINUE(); /* CHECK_ME */
141+
} else {
142+
#if DEBUG_ZEND>=2
143+
printf("Conditional jmp on false to %d\n", opline->op2.opline_num);
144+
#endif
145+
ZEND_VM_SET_OPCODE(&EX(op_array)->opcodes[opline->op2.opline_num]);
146+
ZEND_VM_CONTINUE(); /* CHECK_ME */
147+
}
148+
}
149+
150+
可见，当条件为1时，跳转到extended_value指向的指令，条件为0时，跳转到op2.opline_num指向的指令。

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