[笔记]Python虚拟机如何执行“i = 1”

首先写一个demo.py，里面只有一句：

i = 1

接着写一个test.py，内容如下：

import dis

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

dis.dis(co)

输出：

  1           0 LOAD_CONST               0 (1)
              3 STORE_NAME               0 (i)
              6 LOAD_CONST               1 (None)
              9 RETURN_VALUE  

利用Python库提供的dis工具，可以对其反汇编，得到如上结果（开头的1表示对应的源码行号）。

所以，对于i = 1这样的语句，Python的虚拟机是一步一步执行上述指令的。

PyEval_EvalFrameEx是通过switch/case语句来执行指令的，对应的LOAD_CONST代码如下：

       case LOAD_CONST:
            x = GETITEM(consts, oparg);
            Py_INCREF(x);
            PUSH(x);
            goto fast_next_opcode;

consts是指PyCodeObject中的常量：consts = co->co_consts;

首先是从consts常量元组中获取元素，oparg为0，即获取((PyTupleObject *)op)
-> ob_item[i];。

接着增加引用计数。

然后将其压栈：

#define BASIC_PUSH(v)     (*stack_pointer++ = (v))
#define PUSH(v)         { (void)(BASIC_PUSH(v), \
……

这里的stack_pointer是帧（活动记录）对应的栈指针：stack_pointer = f->f_stacktop;

所以执行到这里，就是从consts变量元组中取出第0个元素（值为1），将其push到当前活动记录对应的栈中。

接下来是LOAD_VALUE：

      case STORE_NAME:
            w = GETITEM(names, oparg);
            v = POP();
            if ((x = f->f_locals) != NULL) {
                if (PyDict_CheckExact(x))
                    err = PyDict_SetItem(x, w, v);
                else
                    err = PyObject_SetItem(x, w, v);
                Py_DECREF(v);
                if (err == 0) continue;
                break;
            }
            PyErr_Format(PyExc_SystemError,
                         "no locals found when storing %s",
                         PyObject_REPR(w));
            break;

首先从names中取出第0个元素，即i；

接着进行出栈操作，把刚才进展的1给POP出来；

最后把键值对（key - value）保存到局部符号表中：f->f_locals。

最后两句是返回语句。