工程师手记-PNI

PNI 简介

PNI,是PHP Native Interface的简写。它是PHP的一个扩展,可以通过它,让PHP直接调用C语言写的函数。

想法源自在百度做项目时,不时地会面临同样一个问题,PHP该如何直接快速地与其他语言交互呢?

PHP 扩展的不足

用C写PHP的扩展是常规的方法。不过使用这种方法总是要面临诸多问题:

  • 作为开发者,要去学习PHP-API、Zend-API,这是不小的学习成本,而且用C做开发测试的效率都不高。
  • 写好了PHP扩展,怎么部署呢,还要找运维工程师去讨论、去争取后才能上线。

来来回回项目进度就被拖慢了。

有如此技术痛点,就找个通用的法子吧。

调研过程

JNI 和 Python

Java 可以通过JNI调用C/C++,Python也有相应的包,比如ctypes

HHVM

稍微去翻了一下HHVM的扩展,发现HHVM有 native interface, 但稍微看了一下,却发现那只是HHVM的native interface,PHP无法使用。

这个项目,模仿JNI,就取名PNI吧

c 对动态链接库的动态调用

c 加载动态链接库及调用函数有现成的方法。

使用dlfcn.h 库中的dlopen、dlsym、dlclose三个函数就够了。

设计和实现过程

接口设计

最开始的方案,就是模仿JNI。因此在最初的实现里,PNI对动态链接库的查询,调用函数的方法都直接模仿了JNI的接口实现。测试使用时,却感觉PNI的接口非常不友好。

和Java、Python 不同,PHP是弱类型语言。JNI 可以在给函数传递参数时,参数的数据类型是已知的,但是PHP传的都是zval,类型并不可知。我把数据类型的控制交给了开发者,在PNI的扩展里,通过struct zval 中 type 字段判断,此种方案让PNI很难于被使用。

于是改进方案,在PNI里添加PNIInteger、PNIDouble、PNIChar和其他几个可以标明参数数据类型的类。

参数压栈

PHP 的函数调用后,动过dlfcn.h库,可以找到函数地址,但是如何调用函数呢?调用函数又如何传参呢?我们无法知道所调用函数的参数列表是什么样子。

由于没有找到比较好的方案,所以就借助于汇编,使用汇编模式C语言的参数压栈方法。

于是写了很多种C语言的函数,主要是参数列表不一样,总结了GCC编译器在x86_64架构CPU下参数压栈的几个特点:

  • 8、16、32位和64位整形的参数,按顺序传到64位的寄存器,当多于6个整形参数时,剩下的整形参数都压栈

  • 32位和64位浮点,都传到64位的浮点计算器,浮点参数多于6个时,剩下的浮点参数都无效

无论C函数的参数是什么样的类型,PNI都将其按64位的整形或浮点处理。

问题解决了

系统兼容性

因为参数压栈的问题,目前PNI只支持GCC编译器和x86_64架构的CPU。其他架构和编译器都没有来得及去实现。

总结

吭哧吭哧,PNI最初版本调试测试成功。

后记

如何让PNI被更多的人知道并使用,怎么做呢?(还在思考中)

  • 开源,传到GitHub
  • 融入社区
  • 在问答网站上多回答相关问题

其他方法呢?再想一下。

工程师手记-PNI》上有1条评论

  1. Pingback引用通告: PHP Native Interface | 作程的技术博客

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

To create code blocks or other preformatted text, indent by four spaces:

    This will be displayed in a monospaced font. The first four 
    spaces will be stripped off, but all other whitespace
    will be preserved.
    
    Markdown is turned off in code blocks:
     [This is not a link](http://example.com)

To create not a block, but an inline code span, use backticks:

Here is some inline `code`.

For more help see http://daringfireball.net/projects/markdown/syntax