今年做PHP 在ARM上的性能性能优化，利用GCC全局寄存器特性使提升PHP在aarch64上性能提升10%。

源码修改已经提交到官方社区，随PHP 7.4以上官方版本发布。

发一篇帖子记录一下，对于PHP 7 , 不愿意升级PHP版本的，也可以修改几行代码，重新编译安装即可。

顺便总结了一下，利用GCC全局寄存器性能提升的内部原理和可用的推广点。

此性能优化点在PHP的Zend引擎中，任何使用PHP的场景都适用。

1 源码修改

源码修改涉及的2个文件如表1.所示。

表1. 源码修改涉及文件

2个文件修改的内容均一致，总计新增3x2=6行代码。

修改后代码和源码对比如图1.所示。

图1. PHP源码修改点

通过编译器的宏进行GCC版本判断和CPU类别判断，选取ARM64后两个通用寄存器x27和x28。寄存器的使用方法如图2.所示。

图2. Zend中寄存器使用

在并发访问worepress首页的场景中，获得了10%以上的性能提升。源码已合入PHP官方社区，将在PHP 7.4及以上版本发布。

2 内部原理

PHP 的Zend引擎在opcode的执行过程中，会频繁的用到execute_data（执行数据）和opline（当前执行的指令）两个变量。优化前的软件流程参考普通处理方式，优化后的软件流程参考全局寄存处理方式。

普通的处理方式

执行每条opcode指令的handler时，会把execute_data地址作为参数传给handler使用，先从当前栈上获取execute_data地址，然后再从堆上获取变量的数据（在缓存命中的情况下，从缓存中获取数据）。

GCC全局寄存器处理方式

使用GCC提供的全局寄存器特性保存execute_data和opline变量的地址在寄存器中，直接从寄存器读取地址。相对普通处理方式，节省了从缓存/内存中读取数据的时间。

3 技术推广

将频繁使用的char、int或指针型变量存储在寄存器中,使用4.8.0以上GCC进行源码编译

4 附录

寄存器变量

寄存器变量存放在CPU的寄存器中，使用时，不需要访问内存直接从寄存器中读写，与存储在内存中的变量相比，寄存器变量具有更快的访问速度。 C语言中使用关键字register来声明变量为寄存器变量。受硬件寄存器长度的限制，寄存器变量只能是char、int或指针型，而不能使其他复杂数据类型。

全局寄存器变量

GCC从4.8.0版本开始支持另外一项特性：全局寄存器变量(Global Register Variables)，可以把全局变量定义为寄存器变量，从而可以实现函数间共享数据。可以通过下面的语法告诉编译器使用寄存器来保存数据：

图3 寄存器变量声明语法

全局寄存器变量详细介绍参考链接：