从底层简析Python程序的执行过程

我们将要做的事儿有：

    得到我们想要追踪函数的 code object     重写字节码来注入 DEBUG_OP     将新生成的 code object 替换回去

和 code object 有关的小贴士

如果你从没听说过 code object，这里有一个简单的介绍网路上也有一些相关的文档可供查阅，可以直接 Ctrl+F 查找 code object

还有一件事情需要注意的是在这篇文章所指的环境中 code object 是不可变的：

Python 3.4.2 (default, Oct 8 2014, 10:45:20) [GCC 4.9.1] on linux Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information. >>> x = lambda y : 2 >>> x.__code__ <code object <lambda> at 0x7f481fd88390, file "<stdin>", line 1> >>> x.__code__.co_name '<lambda>' >>> x.__code__.co_name = 'truc' Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: readonly attribute >>> x.__code__.co_consts = ('truc',) Traceback (most recent call last): File "<stdin>", line 1, in <module> AttributeError: readonly attribute

但是不用担心，我们将会找到方法绕过这个问题的。
使用的工具

为了修改字节码我们需要一些工具：

    dis模块用来反编译和分析字节码     dis.BytecodePython 3.4新增的一个特性，对于反编译和分析字节码特别有用     一个能够简单修改 code object 的方法

用 dis.Bytecode 反编译 code object 能告诉我们一些有关操作码、参数和上下文的信息。

# Python3.4 >>> import dis >>> f = lambda x: x + 3 >>> for i in dis.Bytecode(f.__code__): print (i) ... Instruction(opname='LOAD_FAST', opcode=124, arg=0, argval='x', argrepr='x', offset=0, starts_line=1, is_jump_target=False) Instruction(opname='LOAD_CONST', opcode=100, arg=1, argval=3, argrepr='3', offset=3, starts_line=None, is_jump_target=False) Instruction(opname='BINARY_ADD', opcode=23, arg=None, argval=None, argrepr='', offset=6, starts_line=None, is_jump_target=False) Instruction(opname='RETURN_VALUE', opcode=83, arg=None, argval=None, argrepr='', offset=7, starts_line=None, is_jump_target=False)

为了能够修改 code object，我定义了一个很小的类用来复制 code object，同时能够按我们的需求修改相应的值，然后重新生成一个新的 code object。

class MutableCodeObject(object): args_name = ("co_argcount", "co_kwonlyargcount", "co_nlocals", "co_stacksize", "co_flags", "co_code", "co_consts", "co_names", "co_varnames", "co_filename", "co_name", "co_firstlineno", "co_lnotab", "co_freevars", "co_cellvars") def __init__(self, initial_code): self.initial_code = initial_code for attr_name in self.args_name: attr = getattr(self.initial_code, attr_name) if isinstance(attr, tuple): attr = list(attr) setattr(self, attr_name, attr) def get_code(self): args = [] for attr_name in self.args_name: attr = getattr(self, attr_name) if isinstance(attr, list): attr = tuple(attr) args.append(attr) return self.initial_code.__class__(*args)