पायथन में संशोधित कार्य बाइटकोड

कुछ समय पहले मुझे एक असामान्य समस्या को हल करने की आवश्यकता थी, अर्थात्, अजगर में एक गैर-मानक ऑपरेटर जोड़ें। यह कार्य कोडांतरक के समान छद्म कोड का उपयोग करके पायथन कोड उत्पन्न करना था, जिसमें गोटो ऑपरेटर शामिल है। मैं एक जटिल लेक्सिकल विश्लेषक नहीं लिखना चाहता था, छद्म कोड में गोटो ऑपरेटर का उपयोग छोरों और सशर्त संक्रमणों को व्यवस्थित करने के लिए किया गया था, और मैं अजगर में इसके कुछ एनालॉग रखना चाहता था जो कि नहीं है।

अप्रैल के पहले एक मजाक के रूप में कुछ मॉड्यूल रखा गया था, लेकिन यह मेरे लिए काम नहीं किया। मैं तुरंत एक आरक्षण करना चाहता हूं कि मुझे इस ऑपरेटर का उपयोग करने की कमियों के बारे में पता है, लेकिन कुछ मामलों में, जब स्वचालित रूप से कोड उत्पन्न होता है, तो इसका उपयोग प्रोग्रामर के जीवन को सरल बनाता है। इसके अलावा, वर्णित दृष्टिकोण आपको किसी भी आवश्यक कोड संशोधन को जोड़ने की अनुमति देता है, यदि आवश्यक हो, तो गोटो ऑपरेटर को जोड़ने के उदाहरण द्वारा इस बारे में और बाद में वर्णित किया जाएगा।

तो, एक समस्या है कि अजगर को नए आदेशों के एक जोड़े को कैसे जोड़ा जाए और इसे कैसे सही तरीके से व्याख्या करना है (आवश्यक पते पर जाएं)। ऐसा करने के लिए, हम एक डेकोरेटर लिखेंगे जो उस फ़ंक्शन पर हुक करेगा जिसके भीतर हम गोटो ऑपरेटर का उपयोग करना चाहते हैं और लेबल जोड़ना चाहते हैं, और डिस मॉड्यूल का उपयोग करना चाहते हैं, जो आपको अजगर बाइटकोड के साथ काम करने की अनुमति देता है, और नया, जो आपको गतिशील रूप से आंतरिक पायथन ऑब्जेक्ट बनाने की अनुमति देता है। ।

के साथ शुरू करने के लिए, चलो कमांड्स के प्रारूप को निर्धारित करते हैं। चूंकि अजगर में कई प्रकार के वाक्यविन्यास प्रतिबंध, प्रपत्र के आदेश होते हैं

a: goto a 

सफल नहीं हो। हालांकि, अजगर आपको फॉर्म के निर्माणों को जोड़ने की अनुमति देता है

 label .a goto .a 

यहां यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि बिंदु एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, क्योंकि पायथन रिक्त स्थान को छोड़ देता है और इसे क्लास विशेषताओं के लिए कॉल को कम कर देता है। बिना डॉट के रिकॉर्डिंग करने पर सिंटैक्स त्रुटि संदेश आएगा। तो, इन आदेशों के बायटेकोड पर विचार करें। ऐसा करने के लिए, निम्नलिखित कोड निष्पादित करें:

 >>> def f(): >>> label .a >>> goto .a >>> import dis >>> dis.dis( f ) 2 0 LOAD_GLOBAL 0 (label) 3 LOAD_ATTR 1 (a) 6 POP_TOP 3 7 LOAD_GLOBAL 2 (goto) 10 LOAD_ATTR 1 (a) 13 POP_TOP 14 LOAD_CONST 0 (None) 17 RETURN_VALUE 

इसलिए, लेबल घोषणा और लेबल संक्रमण कमांड को तीन ऑपरेशन LOAD_GLOBAL, LOAD_ATTR, POP_TOP में घटाया जाता है, जिनमें से मुख्य पहले दो हैं। डिस मॉड्यूल आपको ऑप्‍पैम डिक्‍शनरी का उपयोग करके इन कमांडों के बायटेकोड को निर्धारित करने की अनुमति देता है और ऑप्‍नेको डिक्‍शनरीकोड का उपयोग करके उनका प्रतीकात्‍मक प्रतिनिधित्‍व प्राप्‍त करता है।

 >>> dis.opmap[ 'LOAD_GLOBAL' ] 116 >>> dis.opmap[ 'LOAD_ATTR' ] 105 

फ़ंक्शन f का बाइट प्रतिनिधित्व f.func_code.co_code में संग्रहीत किया जाता है, और इसके चर का प्रतीकात्मक प्रतिनिधित्व f.func_code.co_names में संग्रहीत किया जाता है।

 >>> f.func_code.co_names ('label', 'a', 'goto') 

अब आज्ञाओं के बाइट अभ्यावेदन के बारे में थोड़ा जो हमें रूचि देते हैं। डिस्सेम्बलर का एक टुकड़ा दिखाता है कि LOAD_GLOBAL और LOAD_ATTR कमांड को तीन बाइट्स द्वारा दर्शाया गया है (ऑफसेट बाईं ओर इंगित किया गया है), जिनमें से पहला ऑपरेशन बाइट कोड (ओपैम से), दूसरा और तीसरा डेटा (कम और उच्च बाइट) हैं, जो सूची में सूचकांक हैं। f.func_code.co_names जिसे हम घोषित करना चाहते हैं वह चर या विशेषता के अनुरूप है।

आप यह निर्धारित कर सकते हैं कि कमांड में तर्क है (और इस प्रकार बाइट्स में कमांड की लंबाई) dis.HAVE_ARGENENT के साथ तुलना करके। यदि यह किसी दिए गए स्थिरांक से अधिक या बराबर है, तो इसमें तर्क हैं, अन्यथा यह नहीं है। इस प्रकार, हम फ़ंक्शन bytecode को पार्स करने के लिए एक फ़ंक्शन प्राप्त करते हैं। अगला, हम एनओपी ऑपरेशन के साथ लेबल कोड, और JUMP_ABSOLUTE के साथ गोटो स्टेटमेंट कोड को प्रतिस्थापित करते हैं, जो एक पैरामीटर के रूप में फ़ंक्शन के अंदर एक ऑफसेट लेता है। यह व्यावहारिक रूप से सभी है। डेकोरेटर कोड और उपयोग उदाहरण नीचे दिए गए हैं।

 import dis, new class MissingLabelError( Exception ): pass class ExistingLabelError( Exception ): pass def goto( function ): labels_dict = {} gotos_list = [] command_name = '' previous_operation = '' i = 0 while i < len( function.func_code.co_code ): operation_code = ord( function.func_code.co_code[ i ] ) operation_name = dis.opname[ operation_code ] if operation_code >= dis.HAVE_ARGUMENT: lo_byte = ord( function.func_code.co_code[ i + 1 ] ) hi_byte = ord( function.func_code.co_code[ i + 2 ] ) argument_position = ( hi_byte << 8 ) ^ lo_byte if operation_name == 'LOAD_GLOBAL': command_name = function.func_code.co_names[ argument_position ] if operation_name == 'LOAD_ATTR' and previous_operation == 'LOAD_GLOBAL': if command_name == 'label': label = function.func_code.co_names[ argument_position ] if labels_dict.has_key( label ): raise ExistingLabelError( 'Label redifinition: %s' % label ) labels_dict.update( { label : i - 3 } ) elif command_name == 'goto': gotos_list += [ ( function.func_code.co_names[ argument_position ], i - 3 ) ] i += 3 else: i += 1 previous_operation = operation_name codebytes_list = list( function.func_code.co_code ) for label, index in labels_dict.items(): codebytes_list[ index : index + 7 ] = [ chr( dis.opmap[ 'NOP' ] ) ] * 7 #  7     LOAD_GLOBAL, LOAD_ATTR  POP_TOP  NOP for label, index in gotos_list: if label not in labels_dict: raise MissingLabelError( 'Missing label: %s' % label ) target_index = labels_dict[ label ] + 7 codebytes_list[ index ] = chr( dis.opmap[ 'JUMP_ABSOLUTE' ] ) codebytes_list[ index + 1 ] = chr( target_index & 0xFF ) codebytes_list[ index + 2 ] = chr( ( target_index >> 8 ) & 0xFF ) #  -    code = function.func_code new_code = new.code( code.co_argcount, code.co_nlocals, code.co_stacksize, code.co_flags, str().join( codebytes_list ), code.co_consts, code.co_names, code.co_varnames, code.co_filename, code.co_name, code.co_firstlineno, code.co_lnotab ) #    new_function = new.function( new_code, function.func_globals ) return new_function 

उपयोग उदाहरण:

 @goto def test_function( n ): goto .label1 label .label2 print n goto .label3 label .label1 print n n -= 1 if n != 0: goto .label1 else: goto .label2 label .label3 print 'the end' test_function( 10 ) 

उदाहरण का परिणाम:

 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 the end 

अंत में, मैं यह जोड़ना चाहता हूं कि यह समाधान अजगर की सामान्य शैली के अनुरूप नहीं है: यह दुभाषिया के संस्करण पर मजबूत निर्भरता के कारण बहुत विश्वसनीय नहीं है (इस मामले में, दुभाषिया 2.7 का उपयोग किया गया था, लेकिन इसे 2 के सभी संस्करणों के लिए काम करना चाहिए), हालांकि, इस समस्या का समाधान एक बार फिर भाषा के महान लचीलेपन और नई आवश्यक कार्यक्षमता को जोड़ने की क्षमता साबित होती है।