[笔记]Python虚拟机对if语句的解释

2023-11-27 23:54:52

demo.py代码如下：

a = 1
if a > 0:
    pass
elif a == 0:
    pass
else:
    pass

test.py代码如下：

import dis

source = open('./demo.py').read()
co = compile(source, './demo.py', 'exec')

dis.dis(co)

输出结果如下：

  1           0 LOAD_CONST               0 (1)
              3 STORE_NAME               0 (a)

  2           6 LOAD_NAME                0 (a)
              9 LOAD_CONST               1 (0)
             12 COMPARE_OP               4 (>)
             15 POP_JUMP_IF_FALSE       21

  3          18 JUMP_FORWARD            15 (to 36)

  4     >>   21 LOAD_NAME                0 (a)
             24 LOAD_CONST               1 (0)
             27 COMPARE_OP               2 (==)
             30 POP_JUMP_IF_FALSE       36

  5          33 JUMP_FORWARD             0 (to 36)

  7     >>   36 LOAD_CONST               2 (None)
             39 RETURN_VALUE

1：压栈，然后出栈，放入局部符号表。

2：压栈两次，把a和0进行比较，op为大于号>，COMPARE_OP代码如下：

        case COMPARE_OP:
            w = POP();
            v = TOP();
            if (PyInt_CheckExact(w) && PyInt_CheckExact(v)) {
                /* INLINE: cmp(int, int) */
                register long a, b;
                register int res;
                a = PyInt_AS_LONG(v);
                b = PyInt_AS_LONG(w);
                switch (oparg) {
                case PyCmp_LT: res = a <  b; break;
                case PyCmp_LE: res = a <= b; break;
                case PyCmp_EQ: res = a == b; break;
                case PyCmp_NE: res = a != b; break;
                case PyCmp_GT: res = a >  b; break;
                case PyCmp_GE: res = a >= b; break;
                case PyCmp_IS: res = v == w; break;
                case PyCmp_IS_NOT: res = v != w; break;
                default: goto slow_compare;
                }
                x = res ? Py_True : Py_False;
                Py_INCREF(x);
            }
            else {
              slow_compare:
                x = cmp_outcome(oparg, v, w);
            }
            Py_DECREF(v);
            Py_DECREF(w);
            SET_TOP(x);
            if (x == NULL) break;
            PREDICT(POP_JUMP_IF_FALSE);
            PREDICT(POP_JUMP_IF_TRUE);
            continue;

出栈两次，然后进行比较，这里为PyInt类型的比较建立了快速通道，其他的要走slow_compare通道，然后把比较结果放在栈顶，判断下一句是不是POP_JUMP_IF_FALSE

相关的宏定义如下：

#ifdef DYNAMIC_EXECUTION_PROFILE
#define PREDICT(op)             if (0) goto PRED_##op
#else
#define PREDICT(op)             if (*next_instr == op) goto PRED_##op
#endif

#define PREDICTED(op)           PRED_##op: next_instr++
#define PREDICTED_WITH_ARG(op)  PRED_##op: oparg = PEEKARG(); next_instr += 3

预判下一条指令如果是POP_JUMP_IF_FALSE，根据是否携带参数选择跳转PREDICTED(op)或者是PREDICTED_WITH_ARG(op)。

这里跳转到：PREDICTED_WITH_ARG(POP_JUMP_IF_FALSE);，通过PEEKARG()宏（#define PEEKARG() ((next_instr[2]<<8) + next_instr[1])）取得JUMP_IF_FALSE的指令参数，然后移动指令指针，向前移动了3个字节。这里还带点疑惑。

后续代码如下：

        PREDICTED_WITH_ARG(POP_JUMP_IF_FALSE);
        case POP_JUMP_IF_FALSE:
            w = POP();
            if (w == Py_True) {
                Py_DECREF(w);
                goto fast_next_opcode;
            }
            if (w == Py_False) {
                Py_DECREF(w);
                JUMPTO(oparg);
                goto fast_next_opcode;
            }
            err = PyObject_IsTrue(w);
            Py_DECREF(w);
            if (err > 0)
                err = 0;
            else if (err == 0)
                JUMPTO(oparg);
            else
                break;
            continue;

oparg是条件为假时要跳转的指令位置，当条件为真时执行下一条指令，否则跳转。

带着疑惑剖析一下刚才产生的疑惑。

在case COMPARE_OP:语句的最后是执行PREDICT(POP_JUMP_IF_FALSE);，且是带有参数的，所以对应的宏如下：

#define PREDICTED_WITH_ARG(op) PRED_##op: oparg = PEEKARG(); next_instr += 3

先看看与咋个宏相邻的功能类似的不带参数的宏：

#define PREDICTED(op) PRED_##op: next_instr++

这两者之间就差了一句取参指令oparg = PEEKARG();，而字节码的参数都是2个字节，所以指令指针向前多移动了两个字节。

另外，执行完当前指令，next_instr要指出下一条指令的位置，所以还得再往前移动一个字节。

于是一共向前移动了3个字节。

JasonLee 2011.08.22 23:47

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