4.7 KiB
Pythonバイトコード命令
Python bytecodeの変数操作系の命令はnamei (name index)を通してアクセスされる。これは、Pythonの動的変数アクセス(evalなどを使い、文字列でアクセスできる)を実現するためである。 1命令は2byteで、命令、引数がlittle endianで格納されている。 引数を取らない命令も2byte使っている(引数部は0)。
- 3.11での変更: 命令は固定長ではなくなり、一部の命令が2バイトを超えることがある。余計に入ったバイト列は殆どの場合が0であり、その目的は不明だが、最適化オプションが入るのではないかと考えられる。判明している変則バイト長命令は以下の通り。
PRECALL(4 byte)CALL(10 byte)BINARY_OP(4 byte)STORE_ATTR(10 byte)COMPARE_OP(6 byte)LOAD_GLOBAL(12 byte)LOAD_ATTR(10 byte)BINARY_SUBSCR(8 byte)
STORE_NAME(namei)
globals[namei] = stack.pop()
LOAD_NAME(namei)
stack.push(globals[namei])
トップレベルでしか呼び出されない。
LOAD_GLOBAL(namei)
stack.push(globals[namei])
トップレベルでSTORE_NAMEしたものを内側のスコープでLoadするためのものだが、トップレベルでのnameiならばあるスコープのコードオブジェクトでのnameiとも同じとは限らない(nameiではなくnameが同じ)
LOAD_CONST(namei)
stack.push(consts[namei])
定数テーブルにある定数をロードする。 現在(Python 3.9)のところ、CPythonではいちいちラムダ関数を"<lambda>"という名前でMAKE_FUNCTIONしている
>>> dis.dis("[1,2,3].map(lambda x: x+1)")
1 0 LOAD_CONST 0 (1)
2 LOAD_CONST 1 (2)
4 LOAD_CONST 2 (3)
6 BUILD_LIST 3
8 LOAD_ATTR 0 (map)
10 LOAD_CONST 3 (<code object <lambda> at 0x7f272897fc90, file "<dis>", line 1>)
12 LOAD_CONST 4 ('<lambda>')
14 MAKE_FUNCTION 0
16 CALL_FUNCTION 1
18 RETURN_VALUE
STORE_FAST(namei)
fastlocals[namei] = stack.pop()
おそらくトップレベルにおけるSTORE_NAMEに対応する 参照のない(もしくは単一)変数がこれによって格納されると思われる わざわざグローバル空間が独自の命令を持っているのは最適化のため?
LOAD_FAST(namei)
stack.push(fastlocals[namei])
fastlocalsはvarnames?
LOAD_CLOSURE(namei)
cell = freevars[namei]
stack.push(cell)
そのあとBUILD_TUPLEが呼ばれている クロージャの中でしか呼び出されないし、cellvarsはクロージャの中での参照を格納するものと思われる LOAD_DEREFと違ってcell(参照を詰めたコンテナ)ごとスタックにpushする
STORE_DEREF(namei)
cell = freevars[namei]
cell.set(stack.pop())
内側のスコープで参照のない変数はSTORE_FASTされるが、参照される変数はSTORE_DEREFされる Pythonではこの命令内で参照カウントの増減がされる
LOAD_DEREF(namei)
cell = freevars[namei]
stack.push(cell.get())
名前リスト
varnames
fast_localsに対応する、関数の内部変数の名前リスト namesで同名の変数があっても、基本的に同じものではない(新しく作られ、そのスコープからは外の変数にアクセスできない) つまり、スコープ内で定義された外部参照のない変数はvarnamesに入る
names
globalsに対応 スコープ内で使われた外部定数(参照だけしている)の名前リスト(トップレベルでは普通の変数でもnamesに入る) つまり、スコープ外で定義された定数はnamesに入る
free variable
freevarsに対応 クロージャがキャプチャした変数。同じ関数インスタンス内においてstaticな振る舞いをする。
cell variables
cellvarsに対応 関数内で内側のクロージャ関数にキャプチャされる変数。コピーが作られるので、元の変数はそのまま。