摘要：擴展已經通過，正式成為的捆綁擴展庫。第一步，從頭文件把主要的數據結構和函數聲明復制出來目前不支持預處理器除了和，所以宏定義要自己展開。

FFI擴展已經通過RFC，正式成為PHP 7.4的捆綁擴展庫（Bundled Extensions）。

FFI（Foreign Function Interface），即外部函數接口，是指在一種語言里調用另一種語言代碼的技術。PHP的FFI擴展就是一個讓你在PHP里調用C代碼的技術。

FFI的使用非常簡單，只用聲明和調用兩步就可以，對于有C語言經驗，但是不了解Zend引擎的程序員來說，這簡直是打開了新世界的大門，可以快速地使用C類庫進行原型試驗。

（此處有圖：溜了溜了，要懂C的……）

下面通過3個例子，看一下FFI是怎樣使用的。

libbloom是一個C實現的bloom filter，比較知名的用戶有Shadowsocks-libev，下面看一下怎樣通過FFI在PHP里調用libbloom。

第一步，從頭文件bloom.h把主要的數據結構和函數聲明復制出來：

$ffi = FFI::cdef("
    struct bloom
    {
        int entries;
        double error;
        int bits;
        int bytes;
        int hashes;
        double bpe;
        unsigned char * bf;
        int ready;
    };

    int bloom_init(struct bloom * bloom, int entries, double error);
    int bloom_check(struct bloom * bloom, const void * buffer, int len);
    int bloom_add(struct bloom * bloom, const void * buffer, int len);
    void bloom_free(struct bloom * bloom);
    ", "libbloom.so.1.5");

FFI目前不支持預處理器（除了FFI_LIB和FFI_SCOPE），所以宏定義要自己展開。

之后就可以通過$ffi創建已聲明的數據結構和調用函數：

// 創建一個bloom結構體，然后用FFI::addr取地址
// libbloom的函數都是使用bloom結構體的指針
$bloom = FFI::addr($ffi->new("struct bloom"));

// 調用libbloom的初始化函數
$ffi->bloom_init($bloom, 10000, 0.01);

// 添加數據
$ffi->bloom_add($bloom, "PHP", 3);
$ffi->bloom_add($bloom, "C", 1);

// PHP可能存在
var_dump($ffi->bloom_check($bloom, "PHP", 3));     // 1

// Laravel不存在
var_dump($ffi->bloom_check($bloom, "Laravel", 7)); // 0

// 釋放
$ffi->bloom_free($bloom);
$bloom = null;

Linux命名空間是容器技術的基石之一，通過FFI可以直接調用glibc的對應系統調用封裝，從而通過PHP實現容器。下面是一個讓bash在一個新的命名空間里運行的例子。

首先是一些常量，可以從Linux的頭文件得到：

// clone
const CLONE_NEWNS     = 0x00020000; // mount namespace
const CLONE_NEWCGROUP =    0x02000000; // cgroup namespace
const CLONE_NEWUTS    = 0x04000000; // utsname namespace
const CLONE_NEWIPC    = 0x08000000; // ipc namespace
const CLONE_NEWUSER   = 0x10000000; // user namespace
const CLONE_NEWPID    = 0x20000000; // pid namespace
const CLONE_NEWNET    = 0x40000000; // network namespace

// mount
const MS_NOSUID  = 2;
const MS_NODEV   = 4;
const MS_NOEXEC  = 8;
const MS_PRIVATE = 1 << 18;
const MS_REC     = 16384;

接著時我們要用到的函數聲明：

$cdef="
    // fork進程
    int clone(int (*fn)(void *), void *child_stack, int flags, void *arg);
    // 掛載文件系統
    int mount(const char *source, const char *target, const char *filesystemtype,
        unsigned long mountflags, const void *data);
    // 設置gid
    int setgid(int gid);
    // 設置uid
    int setuid(int uid);
    // 設置hostname
    int sethostname(char *name, unsigned int len);
";
$libc = FFI::cdef($cdef, "libc.so.6");

定義我們的子進程：

// 生成一個容器ID
$containerId = sha1(random_bytes(8));

// 定義子進程
$childfn = function() use ($libc, $containerId) {
    usleep(1000); // wait for uid/gid map
    $libc->mount("proc", "/proc", "proc", MS_NOSUID | MS_NODEV | MS_NOEXEC, null);
    $libc->setuid(0);
    $libc->setgid(0);
    $libc->sethostname($containerId, strlen($containerId));
    pcntl_exec("/bin/sh");
};

在子進程里，我們重新掛載了/proc，設置了uid、gid和hostname，然后啟動/bin/sh。

父進程通過clone函數，創建子進程：

// 分配子進程的棧
$child_stack  = FFI::new("char[1024 * 4]");
$child_stack = FFI::cast("void *", FFI::addr($child_stack)) - 1024 * 4;

// fork子進程
$pid = $libc->clone($childfn, $child_stack, CLONE_NEWUSER
                    | CLONE_NEWNS
                    | CLONE_NEWPID
                    | CLONE_NEWUTS
                    | CLONE_NEWIPC
                    | CLONE_NEWNET
                    | CLONE_NEWCGROUP
                    | SIGCHLD, null);

// 設置UID、GID映射，把容器內的root映射到當前用戶
$uid = getmyuid();
$gid = getmyuid();
file_put_contents("/proc/$pid/uid_map", "0 $uid 1");
file_put_contents("/proc/$pid/setgroups", "deny");
file_put_contents("/proc/$pid/gid_map", "0 $gid 1");

// 等待子進程
pcntl_wait($pid);

glibc的clone函數是clone系統調用的封裝，它需要一個函數指針作為子進程/線程的執行體，我們可以直接把PHP的閉包和匿名函數當作函數指針使用。

運行效果：

$ php container.php
sh-5.0# id      # 在容器內是root
uid=0(root) gid=0(root) groups=0(root),65534(nobody)

sh-5.0# ps aux  # 獨立的PID進程空間
USER       PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND
root         1  0.0  0.1  10524  4124 pts/1    S    10:19   0:00 /bin/sh
root         3  0.0  0.0  15864  3076 pts/1    R+   10:19   0:00 ps aux

sh-5.0# ip a  # 獨立的網絡命名空間
1: lo:  mtu 65536 qdisc noop state DOWN group default qlen 1000
    link/loopback 00:00:00:00:00:00 brd 00:00:00:00:00:00

raylib是個特性豐富而且易用的游戲庫，經過簡單的封裝就可以在PHP里使用。下面這個例子實現了一個跟隨鼠標的圓：

不足

性能
C類庫性能可能很高，但是FFI調用的消耗也非常大，通過FFI訪問數據要比PHP訪問對象和數組慢兩倍，所以用FFI不一定能提高性能，RFC里給出的一個測試結果：

就算用了JIT，還是比不上不用JIT的PHP。


功能
目前（20190301）FFI擴展還沒實現的一些功能：

返回struct/union和數組
嵌套的struct（我寫了個簡單的補丁）



使用這些功能的時候，會拋出異常，提示功能未實現，所以只用等等或者馬上貢獻代碼就好:)
參考

PHP RFC: FFI - Foreign Function Interface：RFC文檔，有比較完整的API和設計目的