Pythonバイトコードの逆アセンブル：disモジュールの使い方徹底解説

Python標準ライブラリのdisモジュールは、Pythonバイトコードを人間が読みやすい形式へ逆アセンブルし、解析するための多彩な関数を提供しています。バイトコードを解析することで、プログラムの最適化を効率的に行えます。なお、バイトコードはインタープリタのバージョンごとに異なる実装の詳細である点に注意してください。

dis()関数

dis()関数は、モジュール、クラス、メソッド、関数、コードオブジェクトなど、あらゆるPythonコードソースの逆アセンブル結果を生成します。

>>> def hello():
    print("hello world")
>>> import dis
>>> dis.dis(hello)
  2           0 LOAD_GLOBAL              0 (print)
              3 LOAD_CONST               1 ('hello world')
              6 CALL_FUNCTION            1 (1 positional, 0 keyword pair)
              9 POP_TOP
             10 LOAD_CONST               0 (None)
             13 RETURN_VALUE

Bytecode()クラス

バイトコード解析用のAPIはBytecodeクラスとして定義されています。コンストラクタはBytecodeオブジェクトを返し、このオブジェクトにはバイトコードを解析するためのさまざまな機能が備わっています。

Bytecode()はコンストラクタであり、関数、ジェネレータ、メソッド、ソースコード文字列、またはコードオブジェクトに対応するバイトコードを解析します。複数の関数をまとめて扱える便利なラッパーとして機能します。

>>> string = dis.Bytecode(hello)
>>> for x in string:
        print(x)
Instruction(opname='LOAD_GLOBAL', opcode=116, arg=0, argval='print', argrepr='print', offset=0, starts_line=2, is_jump_target=False)
Instruction(opname='LOAD_CONST', opcode=100, arg=1, argval='hello world', argrepr="'hello world'", offset=3, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='CALL_FUNCTION', opcode=131, arg=1, argval=1, argrepr='1 positional, 0 keyword pair', offset=6, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='POP_TOP', opcode=1, arg=None, argval=None, argrepr='', offset=9, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='LOAD_CONST', opcode=100, arg=0, argval=None, argrepr='None', offset=10, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='RETURN_VALUE', opcode=83, arg=None, argval=None, argrepr='', offset=13, starts_line=None, is_jump_target=False)

code_info()関数

この関数は、Pythonコードオブジェクトに関する情報を返します。

>>> dis.code_info(hello)
"Name: hello\nFilename: <pyshell#2>\nArgument count: 0\nKw-only arguments: 0\nNumber of locals: 0\nStack size: 2\nFlags: OPTIMIZED, NEWLOCALS, NOFREE\nConstants:\n 0: None\n 1: 'hello world'\nNames:\n 0: print"

show_code()関数

この関数は、Pythonのモジュール、関数、またはクラスに関する詳細なコード情報を出力します。

>>> dis.show_code(hello)
Name: hello
Filename: <pyshell#2>
Argument count: 0
Kw-only arguments: 0
Number of locals: 0
Stack size: 2
Flags: OPTIMIZED, NEWLOCALS, NOFREE
Constants:
    0: None
    1: 'hello world'
Names:
    0: print

disassemble()関数

この関数はコードオブジェクトを逆アセンブルし、以下の列に分けて出力します。

• 各行の最初の命令に対応する行番号
• 現在実行中の命令（-->で表示）
• ジャンプ先となる命令（>>で表示）
• 命令のアドレス
• オペレーションコード名
• 操作パラメータ
• 括弧内に示されるパラメータの解釈

>>> codeInString = 'a = 5\nb = 6\nsum = a + b \nprint("sum =",sum)'
>>> codeObject = compile(codeInString, 'sumstring', 'exec')
>>> dis.disassemble(codeObject)

出力例

  1           0 LOAD_CONST               0 (5)
              3 STORE_NAME               0 (a)
  2           6 LOAD_CONST               1 (6)
              9 STORE_NAME               1 (b)
  3          12 LOAD_NAME                0 (a)
             15 LOAD_NAME                1 (b)
             18 BINARY_ADD
             19 STORE_NAME               2 (sum)
  4          22 LOAD_NAME                3 (print)
             25 LOAD_CONST               2 ('sum =')
             28 LOAD_NAME                2 (sum)
             31 CALL_FUNCTION            2 (2 positional, 0 keyword pair)
             34 POP_TOP
             35 LOAD_CONST               3 (None)
             38 RETURN_VALUE

get_instructions()関数

この関数は、指定された関数、メソッド、ソースコード文字列、またはコードオブジェクト内の命令を順に走査するイテレータを返します。イテレータは、コード内の各操作の詳細を格納したInstructionという名前付きタプル（namedtuple）の系列を生成します。

>>> it = dis.get_instructions(code)
>>> for i in it:
        print(i)
Instruction(opname='LOAD_CONST', opcode=100, arg=0, argval=<code object hello at 0x02A9BA70, file "<disassembly>", line 2>, argrepr='<code object hello at 0x02A9BA70, file "<disassembly>", line 2>', offset=0, starts_line=2, is_jump_target=False)
Instruction(opname='LOAD_CONST', opcode=100, arg=1, argval='hello', argrepr="'hello'", offset=3, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='MAKE_FUNCTION', opcode=132, arg=0, argval=0, argrepr='', offset=6, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='STORE_NAME', opcode=90, arg=0, argval='hello', argrepr='hello', offset=9, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='LOAD_CONST', opcode=100, arg=2, argval=None, argrepr='None', offset=12, starts_line=None, is_jump_target=False)
Instruction(opname='RETURN_VALUE', opcode=83, arg=None, argval=None, argrepr='', offset=15, starts_line=None, is_jump_target=False)

各命令の情報は、以下のパラメータを持つタプル形式のオブジェクトとして提供されます。

なお、バイトコードの内容やopcode番号はPythonのバージョンによって異なるため、実際の出力は使用しているインタープリタのバージョンに依存することに留意してください。