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[PHP知识库]32 位系统 php 大文件 大于2GB 上传适配

最近遇到一个php问题，在32位系统上面上传大文件； 32系统？？？ 为什么要用32系统？php都放弃32位系统的适配了！ 是啊，世事无常，就是这么无奈，一般服务器早就64位了，但还有一些殊的的系统，比如在 arm 架构32系统， 还有些32位嵌入式的系统，有php的需求，32位系统上面 php7 上支持文件size最大是2G，为了能够满足这个需求，看了两天php7源码，然后有些想法，和改动，能够暂时实现部分的大文件上传的接口。

32位系统能够支持大文件的方案大概有两种：

1、自己实现php module，然后完成fread、fwrite、fseek、ftaill、filesize、fstat 这些接口，然后编译成php module；这种方案，

优点是：对php原有代码侵入很少，是松耦合，使用到再进行加载；

缺点是：工作量有些大，只有某些特定场景能用，毕竟用户量太少，感觉工作有些不值；

2、修改php 源码，对read、fwrite、fseek、ftaill、filesize、fstat 接口进行修改，使其能够实现32位系统的适配；

通过看源码，时间关系，我选择了第二种方案，这种方案需要重新编译php 代码，如果你的使用场景无法编译php源码，那大概率只能选择实现方案一，如果你实现请评论区交流哈；

解决方案的步骤：

Step 1: 确认32位系统的glibc是否支持64位接口，比如：fseeko/ftello/fstat/lstat?等，测试代码如下：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <time.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/sysmacros.h>

int main(int argc, char *argv[])
{
        struct stat sb;

        if (argc != 2)
        {
                fprintf(stderr, "Usage: %s <pathname>\n", argv[0]);
                exit(EXIT_FAILURE);
        }

        if (lstat(argv[1], &sb) == -1)
        {
                perror("lstat");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }

        printf("ID of containing device:  [%lx,%lx]\n",
               (long)major(sb.st_dev), (long)minor(sb.st_dev));

        printf("File type:                ");

        switch (sb.st_mode & S_IFMT)
        {
        case S_IFBLK:
                printf("block device\n");
                break;
        case S_IFCHR:
                printf("character device\n");
                break;
        case S_IFDIR:
                printf("directory\n");
                break;
        case S_IFIFO:
                printf("FIFO/pipe\n");
                break;
        case S_IFLNK:
                printf("symlink\n");
                break;
        case S_IFREG:
                printf("regular file\n");
                break;
        case S_IFSOCK:
                printf("socket\n");
                break;
        default:
                printf("unknown?\n");
                break;
        }

        printf("I-node number:            %ld\n", (long)sb.st_ino);

        printf("Mode:                     %lo (octal)\n",
               (unsigned long)sb.st_mode);

        printf("Link count:               %ld\n", (long)sb.st_nlink);
        printf("Ownership:                UID=%ld   GID=%ld\n",
               (long)sb.st_uid, (long)sb.st_gid);

        printf("Preferred I/O block size: %ld bytes\n",
               (long)sb.st_blksize);
        printf("File size:                %lld bytes\n",
               (long long)sb.st_size);
        printf("Blocks allocated:         %lld\n",
               (long long)sb.st_blocks);

        printf("Last status change:       %s", ctime(&sb.st_ctime));
        printf("Last file access:         %s", ctime(&sb.st_atime));
        printf("Last file modification:   %s", ctime(&sb.st_mtime));

        exit(EXIT_SUCCESS);
}

注意编译参数：gcc -g -o fstat -D_FILE_OFFSET_BITS=64 fstat.c

关于-D_FILE_OFFSET_BITS 简绍，请参考：

Feature Test Macros (The GNU C Library)

仔细阅读关于：_LARGEFILE_SOURCE?_FILE_OFFSET_BITS 的相关内容， 在php交叉编译也是必须要加的参数，关于php编译参数请参考github 的readme， 关于php大文件请参考：

PHP: Introduction - Manual

然后生成一个大文件比如5G的文件，然后读取大小，看看与实际的size是否相同，如果相同，说明glibc 支持64位相关接口，如果不支持，可能要升级glibc；如果glibc 支持以上

Step 2:?

我用的是php 7.4.28的源码, 大家根据自己的使用的代码：

?git clone -b php-7.4.28 --depth=5? https://github.com/php/php-src

大概理了一下php API 调用的顺序， 以fseek为例：

ext/standard/file/file.c
1. PHPAPI PHP_FUNCTION(fseek)


=====>
main/php_stream.h
2. #define php_stream_seek(stream, offset, whence)	_php_stream_seek((stream), (offset), (whence))

=====>
main/streams/streams.c
3. PHPAPI int _php_stream_seek(php_stream *stream, zend_off_t offset, int whence){
...
ret = stream->ops->seek(stream, offset, whence, &stream->position);
...
}

=====>
main/php_stream.h
/* operations on streams that are file-handles */
4. typedef struct _php_stream_ops  {
	/* stdio like functions - these are mandatory! */
	ssize_t (*write)(php_stream *stream, const char *buf, size_t count);
	ssize_t (*read)(php_stream *stream, char *buf, size_t count);
	int    (*close)(php_stream *stream, int close_handle);
	int    (*flush)(php_stream *stream);

	const char *label; /* label for this ops structure */

	/* these are optional */
	int (*seek)(php_stream *stream, zend_off_t offset, int whence, zend_off_t *newoffset);
	int (*cast)(php_stream *stream, int castas, void **ret);
	int (*stat)(php_stream *stream, php_stream_statbuf *ssb);
	int (*set_option)(php_stream *stream, int option, int value, void *ptrparam);
} php_stream_ops;


=====>
5. ext/standard/file/file.c
PHPAPI PHP_FUNCTION(fseek)
{
	zval *res;
	zend_long whence = SEEK_SET;
	double offset;
	php_stream *stream;

	ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(2, 3)
		Z_PARAM_RESOURCE(res)
		Z_PARAM_DOUBLE(offset)
		Z_PARAM_OPTIONAL
		Z_PARAM_LONG(whence)
	ZEND_PARSE_PARAMETERS_END_EX(RETURN_FALSE);

	PHP_STREAM_TO_ZVAL(stream, res);

	RETURN_LONG(php_stream_seek(stream, offset, (int) whence));
}

这是调用流程，看了php的代码，还是非常精妙的的，特别是最后调用glibc的函数，用了函数指针，以及PHP_STREAM_TO_ZVAL(stream, res); 中的函数指针的映射；

我们可以发现影响长度的offset定义非常关键，所以看一下，offset的定义：

Zend/zeng_long.h

/* Integer types. */
#ifdef ZEND_ENABLE_ZVAL_LONG64
typedef int64_t zend_long;
typedef uint64_t zend_ulong;
typedef int64_t zend_off_t;
# define ZEND_LONG_MAX INT64_MAX
# define ZEND_LONG_MIN INT64_MIN
# define ZEND_ULONG_MAX UINT64_MAX
# define Z_L(i) INT64_C(i)
# define Z_UL(i) UINT64_C(i)
# define SIZEOF_ZEND_LONG 8
#else
typedef int32_t zend_long;
typedef uint32_t zend_ulong;
typedef int32_t zend_off_t;
# define ZEND_LONG_MAX INT32_MAX
# define ZEND_LONG_MIN INT32_MIN
# define ZEND_ULONG_MAX UINT32_MAX
# define Z_L(i) INT32_C(i)
# define Z_UL(i) UINT32_C(i)
# define SIZEOF_ZEND_LONG 4
#endif

Zend为php语法解释器，在zend_long.h中我们发现了zend_off_t 的定义，在32位系统中定义为4个byte， 在64位系统中定位8个byte；

关键问题就出在这里，4个byte有符号的最大值为：2147483647, 所以当文件大小大于这个值时，都会被强制类型转换导致数据截断，所以关键是调整zend_off_t 定义，调整为int64_t，即可满足fseek的支持单文件，还有几处需要修改成 8字节宽度，有的地方为了改动很少的代码，我巧用了double类型，这样double在32位系统定义为8字节，而且也满足php语法检测，具体patch如下：

diff --git a/Zend/zend_long.h b/Zend/zend_long.h
index 3b651e69..16f36092 100644
--- a/Zend/zend_long.h
+++ b/Zend/zend_long.h
@@ -40,7 +40,7 @@ typedef int64_t zend_off_t;
 #else
 typedef int32_t zend_long;
 typedef uint32_t zend_ulong;
-typedef int32_t zend_off_t;
+typedef int64_t zend_off_t;
 # define ZEND_LONG_MAX INT32_MAX
 # define ZEND_LONG_MIN INT32_MIN
 # define ZEND_ULONG_MAX UINT32_MAX
diff --git a/ext/standard/file.c b/ext/standard/file.c
index 3bd34216..f5105c3a 100644
--- a/ext/standard/file.c
+++ b/ext/standard/file.c
@@ -1265,7 +1265,7 @@ PHPAPI PHP_FUNCTION(rewind)
 PHPAPI PHP_FUNCTION(ftell)
 {
 	zval *res;
-	zend_long ret;
+	double ret;
 	php_stream *stream;
 
 	ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(1, 1)
@@ -1278,7 +1278,7 @@ PHPAPI PHP_FUNCTION(ftell)
 	if (ret == -1)	{
 		RETURN_FALSE;
 	}
-	RETURN_LONG(ret);
+	RETURN_DOUBLE(ret);
 }
 /* }}} */
 
@@ -1287,12 +1287,13 @@ PHPAPI PHP_FUNCTION(ftell)
 PHPAPI PHP_FUNCTION(fseek)
 {
 	zval *res;
-	zend_long offset, whence = SEEK_SET;
+	zend_long whence = SEEK_SET;
+	double offset;
 	php_stream *stream;
 
 	ZEND_PARSE_PARAMETERS_START(2, 3)
 		Z_PARAM_RESOURCE(res)
-		Z_PARAM_LONG(offset)
+		Z_PARAM_DOUBLE(offset)
 		Z_PARAM_OPTIONAL
 		Z_PARAM_LONG(whence)
 	ZEND_PARSE_PARAMETERS_END_EX(RETURN_FALSE);
@@ -1592,7 +1593,7 @@ PHP_NAMED_FUNCTION(php_if_fstat)
 #else
 	ZVAL_LONG(&stat_rdev, -1);
 #endif
-	ZVAL_LONG(&stat_size, stat_ssb.sb.st_size);
+	ZVAL_DOUBLE(&stat_size, stat_ssb.sb.st_size);
 	ZVAL_LONG(&stat_atime, stat_ssb.sb.st_atime);
 	ZVAL_LONG(&stat_mtime, stat_ssb.sb.st_mtime);
 	ZVAL_LONG(&stat_ctime, stat_ssb.sb.st_ctime);
diff --git a/ext/standard/filestat.c b/ext/standard/filestat.c
index be6b2dda..2ae1904d 100644
--- a/ext/standard/filestat.c
+++ b/ext/standard/filestat.c
@@ -879,7 +879,7 @@ PHPAPI void php_stat(const char *filename, size_t filename_length, int type, zva
 	case FS_INODE:
 		RETURN_LONG((zend_long)ssb.sb.st_ino);
 	case FS_SIZE:
-		RETURN_LONG((zend_long)ssb.sb.st_size);
+		RETURN_DOUBLE((double)ssb.sb.st_size);
 	case FS_OWNER:
 		RETURN_LONG((zend_long)ssb.sb.st_uid);
 	case FS_GROUP:
@@ -936,7 +936,7 @@ PHPAPI void php_stat(const char *filename, size_t filename_length, int type, zva
 #else
 		ZVAL_LONG(&stat_rdev, -1);
 #endif
-		ZVAL_LONG(&stat_size, stat_sb->st_size);
+		ZVAL_DOUBLE(&stat_size, stat_sb->st_size);
 		ZVAL_LONG(&stat_atime, stat_sb->st_atime);
 		ZVAL_LONG(&stat_mtime, stat_sb->st_mtime);
 		ZVAL_LONG(&stat_ctime, stat_sb->st_ctime);

以上patch，修改了fseek、ftell、fstate、filesize 函数适配了32位系统读取2Gb以上的大文件，但是千万不要忘记在php编译的configure过程中添加参数：

CFLAGS="-D_LARGEFILE_SOURCE -D_FILE_OFFSET_BITS=64”? ?这组编译参数一定加上，否则还是不能读写大文件， 如下图：

以上为我解决32位对php做了一些修改，之前网络上找了好久，没能找到好的解决方法，最后只能自己硬着头皮去看源码，如果有同学有更好的方案，可以评论区分享一下！

遗留问题：

1、由于项目时间的紧迫性，只能做到这里停止了，其实32位的适配做起来还有好多细节，比如copy就没有实现，牵扯到size_t；改动比较大，最后php同学通过调用命令去实现，跟php的copy比起来，性能上多了开销；

2、只做了linux上面的适配，具体windows 32位，没有做相关测试，不知是否能够支持，如果有同学做了相关适配可以评论区提供哈；
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