PyCodeObject结构

网上有很多关于Pyc文件的介绍。Pyc实际上就是PyCodeObject结构的文件版。不同的的Python版本，其PyCodeObject结构可能会有所不同。就以当前版Python3.11，来说，其结构和Python3.9就有所差别。

不同版本的PyCodeObject结构差别无需过多讨论。该结构的定义在Include\cpython\code.h文件中定义。并且相关注释标注清楚完善，无需过多说明。

2.Pyc加载过程

直接运行Pyc

Python在命令行运行文件的时候，会进入到pymain_run_file函数中。该函数主要内容是调用pymain_run_file_obj函数。

pymain_run_file_obj函数主要调用_PyRun_AnyFileObject函数。

_PyRun_AnyFileObject主要调用_PyRun_SimpleFileObject函数。

_PyRun_SimpleFileObject函数会通过maybe_pyc_file函数来判断该文件是否是Pyc文件。

判断成功后会去通过run_pyc_file函数来执行该Pyc文件。

之后就是判断文件的头部，magic是否符合版本要求。

通过PyMarshal_ReadLastObjectFromFile函数读取Pyc文件，生成PyCodeObject对象。

随后run_eval_code_obj执行此PyCodeObject对象。

这就是直接运行Pyc时，Pyc文件的加载过程。

通过导入Pyc文件方式执行

Pyc无法直接import导入，可以通过importlib模块进行导入。

from importlib.machinery import SourcelessFileLoader

hello = SourcelessFileLoader("hello",
"pycache\\hello.cpython-311.pyc").load_module()

类SourcelessFileLoader继承于FileLoader和_LoaderBasics。通过其成员函数load_module读取文件生成moudle对象。

之后通过marshal_loads将moudle对象加载。

3.认识Python的Opcode

Python的Opcode在Include\opcode.h。

关于Opcode的含义，可在https://docs.python.org/3.11/library/dis.html中找到。

Opcode的处理在Include\
ceval.c中的_PyEval_EvalFrameDefault。可以看到switch分支处理各个Opcode。

4.基于PyCodeObject编程

动态修改Python代码。

首先准备一个函数。

通过dir函数，我们可以看到函数fun的所有属性。其中fun.code就是函数fun的PyCodeObject对象。函数fun的代码就记录在此。首先要注意的PyCodeObject所处的内存空间是只读属性，所以无法直接对PyCodeObject的成员属性进行修改。

留意可以发现，其有一个replace的函数。但该函数并不能直接修改原始PyCodeObject对象。调用该函数时，会返回一个新的PyCodeObject。

在一个新的py文件中，创建一个新函数new_fun。通过replace，生成一个新的PyCodeObject对象a。将之前fun函数的数据都存入a中。

替换new_fun的code对象。执行函数new_fun，可以发现执行了之前的fun函数。注意：code类型需要转化成function类型才可执行。

基于此，可以实现动态修改函数代码的目的。注意，这类方法只适用于function对象的函数。在Py脚本执行时，PyCodeObject各个成员的数据都处在只读内存中，如果想要修改其内容，只能先修改内存属性。

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