执行切片的Python字节码有时会导致“ SystemError：未知操作码”

Question

给定一个由以下3行代码编译而成的代码对象：

code = compile('''a = 1 / 0 # bad stuff. avoid running this!
b = 'good stuff'
c = True''', '', 'exec')

调用dis.dis(code)将分解为：

  1           0 LOAD_CONST               0 (1)
              2 LOAD_CONST               1 (0)
              4 BINARY_TRUE_DIVIDE
              6 STORE_NAME               0 (a)

  2           8 LOAD_CONST               2 ('good stuff')
             10 STORE_NAME               1 (b)

  3          12 LOAD_CONST               3 (True)
             14 STORE_NAME               2 (c)
             16 LOAD_CONST               4 (None)
             18 RETURN_VALUE

如何仅提取并运行第二行的字节码b = 'good stuff'？

例如，如果我只想提取并运行c = True从字节索引开始的最后一行字节代码12，我可以对代码对象的co_code属性进行切片，该属性包含索引中的原始字节代码12，以构造一个types.CodeType对象，然后调用exec它：

import types
code3 = types.CodeType(
    code.co_argcount,
    code.co_kwonlyargcount,
    code.co_nlocals,
    code.co_stacksize,
    code.co_flags,
    code.co_code[12:],
    code.co_consts,
    code.co_names,
    code.co_varnames,
    code.co_filename,
    code.co_name,
    code.co_firstlineno,
    code.co_lnotab,
    code.co_freevars,
    code.co_cellvars)
exec(code3)
print(eval('c'))

以便正确输出cas 的值：

True

但是，如果我尝试仅提取并运行第二行的字节码，则该行的b = 'good stuff'范围从索引8到12（不包括12）：

code2 = types.CodeType(
    code.co_argcount,
    code.co_kwonlyargcount,
    code.co_nlocals,
    code.co_stacksize,
    code.co_flags,
    code.co_code[8:12],
    code.co_consts,
    code.co_names,
    code.co_varnames,
    code.co_filename,
    code.co_name,
    code.co_firstlineno,
    code.co_lnotab,
    code.co_freevars,
    code.co_cellvars)
exec(code2)
print(eval('b'))

它产生：

XXX lineno: 1, opcode: 0
Traceback (most recent call last):
  File "/path/file.py", line 21, in <module>
    exec(code2)
  File "", line 1, in <module>
SystemError: unknown opcode

调用dis.dis(code2)将显示新的代码对象似乎包含正确的字节代码，用于b = 'good stuff'：

  1           0 LOAD_CONST               2 ('good stuff')
              2 STORE_NAME               1 (b)

那我想念什么呢？

Answer 1

我正在回答自己的问题，因为我找不到有关该主题的文档，并且花了我一段时间才能弄清我所缺少的内容，因此它可能会使碰巧遇到相同问题的其他人受益。

事实证明，每个代码块都需要返回值-不选择不返回值是不可行的。如果没有显式return语句，则将None隐式返回，如问题中显示的最后两个字节代码所示：

             16 LOAD_CONST               4 (None)
             18 RETURN_VALUE

因此，通过从索引的字节代码中切出字节码12作为的最后一行c = True，我无意中包含了尾随的隐式返回None，幸运地满足了代码块返回值的要求。

当我尝试将字节码从index切8到12的第二行时，情况并非如此b = 'good stuff'，因为它省略了最后两个字节码返回None，从而导致SystemError: unknown opcode异常。

因此，要解决此问题，所需要做的就是将最后两个字节代码（实际上总共4个字节，因为字节代码实际上已成为Python 3中的“字”代码）附加到切片：

code2 = types.CodeType(
    code.co_argcount,
    code.co_kwonlyargcount,
    code.co_nlocals,
    code.co_stacksize,
    code.co_flags,
    code.co_code[8:12] + code.co_code[-4:],
    code.co_consts,
    code.co_names,
    code.co_varnames,
    code.co_filename,
    code.co_name,
    code.co_firstlineno,
    code.co_lnotab,
    code.co_freevars,
    code.co_cellvars)
exec(code2)
print(eval('b'))

然后可以正确输出：

good stuff