Function local name binding from an outer scope

Im bardziej zadzieram ze stosem, tym bardziej żałuję, że Nie. Nie hakuj globali, aby robić to, co chcesz. Zamiast tego Hack bytecode. Mogę to zrobić na dwa sposoby.

1) Dodaj komórki zawijające odwołania do f.func_closure. Musisz ponownie zmontować kod bajtowy funkcji, aby użyć LOAD_DEREF zamiast LOAD_GLOBAL i wygenerować komórkę dla każdej wartości. Następnie przekazujesz krotkę komórek i nowy obiekt kodu types.FunctionType i otrzymujesz funkcję z odpowiednimi powiązaniami. Różne kopie funkcji mogą mieć różne wiązania lokalne, więc powinny być tak bezpieczne, jak chcesz.

2) Dodaj argumenty dla nowych miejsc na końcu listy argumentów funkcji. Zastąpić odpowiednie wystąpienia {[3] } LOAD_FAST. Następnie utwórz nową funkcję, używając types.FunctionType i przekazując nowy obiekt kodu oraz krotkę powiązań, które chcesz jako opcję domyślną. Jest to ograniczone w tym sensie, że python ogranicza argumenty funkcji do 255 i nie może być używany w funkcjach, które używają zmiennych argumentów. Niemniej jednak uderzyło mnie to jako większe wyzwanie z dwóch, więc to jest ten, który wdrożyłem(plus są inne rzeczy, które można zrobić z tym jednym). Ponownie możesz tworzyć różne kopie funkcji z różnymi powiązaniami lub wywoływać funkcję z żądanymi powiązaniami z każdej lokalizacji połączenia. Więc to też może być tak bezpieczny wątek, jak chcesz.

import types
import opcode

# Opcode constants used for comparison and replacecment
LOAD_FAST = opcode.opmap['LOAD_FAST']
LOAD_GLOBAL = opcode.opmap['LOAD_GLOBAL']
STORE_FAST = opcode.opmap['STORE_FAST']

DEBUGGING = True

def append_arguments(code_obj, new_locals):
    co_varnames = code_obj.co_varnames   # Old locals
    co_names = code_obj.co_names      # Old globals
    co_argcount = code_obj.co_argcount     # Argument count
    co_code = code_obj.co_code         # The actual bytecode as a string

    # Make one pass over the bytecode to identify names that should be
    # left in code_obj.co_names.
    not_removed = set(opcode.hasname) - set([LOAD_GLOBAL])
    saved_names = set()
    for inst in instructions(co_code):
        if inst[0] in not_removed:
            saved_names.add(co_names[inst[1]])

    # Build co_names for the new code object. This should consist of 
    # globals that were only accessed via LOAD_GLOBAL
    names = tuple(name for name in co_names
                  if name not in set(new_locals) - saved_names)

    # Build a dictionary that maps the indices of the entries in co_names
    # to their entry in the new co_names
    name_translations = dict((co_names.index(name), i)
                             for i, name in enumerate(names))

    # Build co_varnames for the new code object. This should consist of
    # the entirety of co_varnames with new_locals spliced in after the
    # arguments
    new_locals_len = len(new_locals)
    varnames = (co_varnames[:co_argcount] + new_locals +
                co_varnames[co_argcount:])

    # Build the dictionary that maps indices of entries in the old co_varnames
    # to their indices in the new co_varnames
    range1, range2 = xrange(co_argcount), xrange(co_argcount, len(co_varnames))
    varname_translations = dict((i, i) for i in range1)
    varname_translations.update((i, i + new_locals_len) for i in range2)

    # Build the dictionary that maps indices of deleted entries of co_names
    # to their indices in the new co_varnames
    names_to_varnames = dict((co_names.index(name), varnames.index(name))
                             for name in new_locals)

    if DEBUGGING:
        print "injecting: {0}".format(new_locals)
        print "names: {0} -> {1}".format(co_names, names)
        print "varnames: {0} -> {1}".format(co_varnames, varnames)
        print "names_to_varnames: {0}".format(names_to_varnames)
        print "varname_translations: {0}".format(varname_translations)
        print "name_translations: {0}".format(name_translations)


    # Now we modify the actual bytecode
    modified = []
    for inst in instructions(code_obj.co_code):
        # If the instruction is a LOAD_GLOBAL, we have to check to see if
        # it's one of the globals that we are replacing. Either way,
        # update its arg using the appropriate dict.
        if inst[0] == LOAD_GLOBAL:
            print "LOAD_GLOBAL: {0}".format(inst[1])
            if inst[1] in names_to_varnames:
                print "replacing with {0}: ".format(names_to_varnames[inst[1]])
                inst[0] = LOAD_FAST
                inst[1] = names_to_varnames[inst[1]]
            elif inst[1] in name_translations:    
                inst[1] = name_translations[inst[1]]
            else:
                raise ValueError("a name was lost in translation")
        # If it accesses co_varnames or co_names then update its argument.
        elif inst[0] in opcode.haslocal:
            inst[1] = varname_translations[inst[1]]
        elif inst[0] in opcode.hasname:
            inst[1] = name_translations[inst[1]]
        modified.extend(write_instruction(inst))

    code = ''.join(modified)
    # Done modifying codestring - make the code object

    return types.CodeType(co_argcount + new_locals_len,
                          code_obj.co_nlocals + new_locals_len,
                          code_obj.co_stacksize,
                          code_obj.co_flags,
                          code,
                          code_obj.co_consts,
                          names,
                          varnames,
                          code_obj.co_filename,
                          code_obj.co_name,
                          code_obj.co_firstlineno,
                          code_obj.co_lnotab)


def instructions(code):
    code = map(ord, code)
    i, L = 0, len(code)
    extended_arg = 0
    while i < L:
        op = code[i]
        i+= 1
        if op < opcode.HAVE_ARGUMENT:
            yield [op, None]
            continue
        oparg = code[i] + (code[i+1] << 8) + extended_arg
        extended_arg = 0
        i += 2
        if op == opcode.EXTENDED_ARG:
            extended_arg = oparg << 16
            continue
        yield [op, oparg]

def write_instruction(inst):
    op, oparg = inst
    if oparg is None:
        return [chr(op)]
    elif oparg <= 65536L:
        return [chr(op), chr(oparg & 255), chr((oparg >> 8) & 255)]
    elif oparg <= 4294967296L:
        return [chr(opcode.EXTENDED_ARG),
                chr((oparg >> 16) & 255),
                chr((oparg >> 24) & 255),
                chr(op),
                chr(oparg & 255),
                chr((oparg >> 8) & 255)]
    else:
        raise ValueError("Invalid oparg: {0} is too large".format(oparg))



if __name__=='__main__':
    import dis

    class Foo(object):
        y = 1

    z = 1
    def test(x):
        foo = Foo()
        foo.y = 1
        foo = x + y + z + foo.y
        print foo

    code_obj = append_arguments(test.func_code, ('y',))
    f = types.FunctionType(code_obj, test.func_globals, argdefs=(1,))
    if DEBUGGING:
        dis.dis(test)
        print '-'*20
        dis.dis(f)
    f(1)

Zauważ, że cała gałąź tego kodu (że relating to EXTENDED_ARG) nie jest testowane, ale w powszechnych przypadkach wydaje się całkiem solidne. Będę hacking na nim i obecnie piszę jakiś kod, aby zweryfikować wyjście. Następnie (kiedy się do niego przejdę) uruchomię go z całą biblioteką standardową i naprawię wszelkie błędy.

Prawdopodobnie też będę wdrażał pierwszą opcję.