Add NEWS entry as per RDM's suggestion (the bug was actually present
[python.git] / Doc / library / dis.rst
blob6871d7e9fc2412da79bacfe507e73b71a64d64fe
2 :mod:`dis` --- Disassembler for Python bytecode
3 ===============================================
5 .. module:: dis
6    :synopsis: Disassembler for Python bytecode.
9 The :mod:`dis` module supports the analysis of Python :term:`bytecode` by disassembling
10 it.  Since there is no Python assembler, this module defines the Python assembly
11 language.  The Python bytecode which this module takes as an input is defined
12 in the file  :file:`Include/opcode.h` and used by the compiler and the
13 interpreter.
15 Example: Given the function :func:`myfunc`::
17    def myfunc(alist):
18        return len(alist)
20 the following command can be used to get the disassembly of :func:`myfunc`::
22    >>> dis.dis(myfunc)
23      2           0 LOAD_GLOBAL              0 (len)
24                  3 LOAD_FAST                0 (alist)
25                  6 CALL_FUNCTION            1
26                  9 RETURN_VALUE
28 (The "2" is a line number).
30 The :mod:`dis` module defines the following functions and constants:
33 .. function:: dis([bytesource])
35    Disassemble the *bytesource* object. *bytesource* can denote either a module, a
36    class, a method, a function, or a code object.   For a module, it disassembles
37    all functions.  For a class, it disassembles all methods.  For a single code
38    sequence, it prints one line per bytecode instruction.  If no object is
39    provided, it disassembles the last traceback.
42 .. function:: distb([tb])
44    Disassembles the top-of-stack function of a traceback, using the last traceback
45    if none was passed.  The instruction causing the exception is indicated.
48 .. function:: disassemble(code[, lasti])
50    Disassembles a code object, indicating the last instruction if *lasti* was
51    provided.  The output is divided in the following columns:
53    #. the line number, for the first instruction of each line
54    #. the current instruction, indicated as ``-->``,
55    #. a labelled instruction, indicated with ``>>``,
56    #. the address of the instruction,
57    #. the operation code name,
58    #. operation parameters, and
59    #. interpretation of the parameters in parentheses.
61    The parameter interpretation recognizes local and global variable names,
62    constant values, branch targets, and compare operators.
65 .. function:: disco(code[, lasti])
67    A synonym for :func:`disassemble`.  It is more convenient to type, and kept
68    for compatibility with earlier Python releases.
71 .. function:: findlinestarts(code)
73    This generator function uses the ``co_firstlineno`` and ``co_lnotab``
74    attributes of the code object *code* to find the offsets which are starts of
75    lines in the source code.  They are generated as ``(offset, lineno)`` pairs.
78 .. function:: findlabels(code)
80    Detect all offsets in the code object *code* which are jump targets, and
81    return a list of these offsets.
84 .. data:: opname
86    Sequence of operation names, indexable using the bytecode.
89 .. data:: opmap
91    Dictionary mapping bytecodes to operation names.
94 .. data:: cmp_op
96    Sequence of all compare operation names.
99 .. data:: hasconst
101    Sequence of bytecodes that have a constant parameter.
104 .. data:: hasfree
106    Sequence of bytecodes that access a free variable.
109 .. data:: hasname
111    Sequence of bytecodes that access an attribute by name.
114 .. data:: hasjrel
116    Sequence of bytecodes that have a relative jump target.
119 .. data:: hasjabs
121    Sequence of bytecodes that have an absolute jump target.
124 .. data:: haslocal
126    Sequence of bytecodes that access a local variable.
129 .. data:: hascompare
131    Sequence of bytecodes of Boolean operations.
134 .. _bytecodes:
136 Python Bytecode Instructions
137 ----------------------------
139 The Python compiler currently generates the following bytecode instructions.
142 .. opcode:: STOP_CODE ()
144    Indicates end-of-code to the compiler, not used by the interpreter.
147 .. opcode:: NOP ()
149    Do nothing code.  Used as a placeholder by the bytecode optimizer.
152 .. opcode:: POP_TOP ()
154    Removes the top-of-stack (TOS) item.
157 .. opcode:: ROT_TWO ()
159    Swaps the two top-most stack items.
162 .. opcode:: ROT_THREE ()
164    Lifts second and third stack item one position up, moves top down to position
165    three.
168 .. opcode:: ROT_FOUR ()
170    Lifts second, third and forth stack item one position up, moves top down to
171    position four.
174 .. opcode:: DUP_TOP ()
176    Duplicates the reference on top of the stack.
178 Unary Operations take the top of the stack, apply the operation, and push the
179 result back on the stack.
182 .. opcode:: UNARY_POSITIVE ()
184    Implements ``TOS = +TOS``.
187 .. opcode:: UNARY_NEGATIVE ()
189    Implements ``TOS = -TOS``.
192 .. opcode:: UNARY_NOT ()
194    Implements ``TOS = not TOS``.
197 .. opcode:: UNARY_CONVERT ()
199    Implements ``TOS = `TOS```.
202 .. opcode:: UNARY_INVERT ()
204    Implements ``TOS = ~TOS``.
207 .. opcode:: GET_ITER ()
209    Implements ``TOS = iter(TOS)``.
211 Binary operations remove the top of the stack (TOS) and the second top-most
212 stack item (TOS1) from the stack.  They perform the operation, and put the
213 result back on the stack.
216 .. opcode:: BINARY_POWER ()
218    Implements ``TOS = TOS1 ** TOS``.
221 .. opcode:: BINARY_MULTIPLY ()
223    Implements ``TOS = TOS1 * TOS``.
226 .. opcode:: BINARY_DIVIDE ()
228    Implements ``TOS = TOS1 / TOS`` when ``from __future__ import division`` is not
229    in effect.
232 .. opcode:: BINARY_FLOOR_DIVIDE ()
234    Implements ``TOS = TOS1 // TOS``.
237 .. opcode:: BINARY_TRUE_DIVIDE ()
239    Implements ``TOS = TOS1 / TOS`` when ``from __future__ import division`` is in
240    effect.
243 .. opcode:: BINARY_MODULO ()
245    Implements ``TOS = TOS1 % TOS``.
248 .. opcode:: BINARY_ADD ()
250    Implements ``TOS = TOS1 + TOS``.
253 .. opcode:: BINARY_SUBTRACT ()
255    Implements ``TOS = TOS1 - TOS``.
258 .. opcode:: BINARY_SUBSCR ()
260    Implements ``TOS = TOS1[TOS]``.
263 .. opcode:: BINARY_LSHIFT ()
265    Implements ``TOS = TOS1 << TOS``.
268 .. opcode:: BINARY_RSHIFT ()
270    Implements ``TOS = TOS1 >> TOS``.
273 .. opcode:: BINARY_AND ()
275    Implements ``TOS = TOS1 & TOS``.
278 .. opcode:: BINARY_XOR ()
280    Implements ``TOS = TOS1 ^ TOS``.
283 .. opcode:: BINARY_OR ()
285    Implements ``TOS = TOS1 | TOS``.
287 In-place operations are like binary operations, in that they remove TOS and
288 TOS1, and push the result back on the stack, but the operation is done in-place
289 when TOS1 supports it, and the resulting TOS may be (but does not have to be)
290 the original TOS1.
293 .. opcode:: INPLACE_POWER ()
295    Implements in-place ``TOS = TOS1 ** TOS``.
298 .. opcode:: INPLACE_MULTIPLY ()
300    Implements in-place ``TOS = TOS1 * TOS``.
303 .. opcode:: INPLACE_DIVIDE ()
305    Implements in-place ``TOS = TOS1 / TOS`` when ``from __future__ import
306    division`` is not in effect.
309 .. opcode:: INPLACE_FLOOR_DIVIDE ()
311    Implements in-place ``TOS = TOS1 // TOS``.
314 .. opcode:: INPLACE_TRUE_DIVIDE ()
316    Implements in-place ``TOS = TOS1 / TOS`` when ``from __future__ import
317    division`` is in effect.
320 .. opcode:: INPLACE_MODULO ()
322    Implements in-place ``TOS = TOS1 % TOS``.
325 .. opcode:: INPLACE_ADD ()
327    Implements in-place ``TOS = TOS1 + TOS``.
330 .. opcode:: INPLACE_SUBTRACT ()
332    Implements in-place ``TOS = TOS1 - TOS``.
335 .. opcode:: INPLACE_LSHIFT ()
337    Implements in-place ``TOS = TOS1 << TOS``.
340 .. opcode:: INPLACE_RSHIFT ()
342    Implements in-place ``TOS = TOS1 >> TOS``.
345 .. opcode:: INPLACE_AND ()
347    Implements in-place ``TOS = TOS1 & TOS``.
350 .. opcode:: INPLACE_XOR ()
352    Implements in-place ``TOS = TOS1 ^ TOS``.
355 .. opcode:: INPLACE_OR ()
357    Implements in-place ``TOS = TOS1 | TOS``.
359 The slice opcodes take up to three parameters.
362 .. opcode:: SLICE+0 ()
364    Implements ``TOS = TOS[:]``.
367 .. opcode:: SLICE+1 ()
369    Implements ``TOS = TOS1[TOS:]``.
372 .. opcode:: SLICE+2 ()
374    Implements ``TOS = TOS1[:TOS]``.
377 .. opcode:: SLICE+3 ()
379    Implements ``TOS = TOS2[TOS1:TOS]``.
381 Slice assignment needs even an additional parameter.  As any statement, they put
382 nothing on the stack.
385 .. opcode:: STORE_SLICE+0 ()
387    Implements ``TOS[:] = TOS1``.
390 .. opcode:: STORE_SLICE+1 ()
392    Implements ``TOS1[TOS:] = TOS2``.
395 .. opcode:: STORE_SLICE+2 ()
397    Implements ``TOS1[:TOS] = TOS2``.
400 .. opcode:: STORE_SLICE+3 ()
402    Implements ``TOS2[TOS1:TOS] = TOS3``.
405 .. opcode:: DELETE_SLICE+0 ()
407    Implements ``del TOS[:]``.
410 .. opcode:: DELETE_SLICE+1 ()
412    Implements ``del TOS1[TOS:]``.
415 .. opcode:: DELETE_SLICE+2 ()
417    Implements ``del TOS1[:TOS]``.
420 .. opcode:: DELETE_SLICE+3 ()
422    Implements ``del TOS2[TOS1:TOS]``.
425 .. opcode:: STORE_SUBSCR ()
427    Implements ``TOS1[TOS] = TOS2``.
430 .. opcode:: DELETE_SUBSCR ()
432    Implements ``del TOS1[TOS]``.
434 Miscellaneous opcodes.
437 .. opcode:: PRINT_EXPR ()
439    Implements the expression statement for the interactive mode.  TOS is removed
440    from the stack and printed.  In non-interactive mode, an expression statement is
441    terminated with ``POP_STACK``.
444 .. opcode:: PRINT_ITEM ()
446    Prints TOS to the file-like object bound to ``sys.stdout``.  There is one such
447    instruction for each item in the :keyword:`print` statement.
450 .. opcode:: PRINT_ITEM_TO ()
452    Like ``PRINT_ITEM``, but prints the item second from TOS to the file-like object
453    at TOS.  This is used by the extended print statement.
456 .. opcode:: PRINT_NEWLINE ()
458    Prints a new line on ``sys.stdout``.  This is generated as the last operation of
459    a :keyword:`print` statement, unless the statement ends with a comma.
462 .. opcode:: PRINT_NEWLINE_TO ()
464    Like ``PRINT_NEWLINE``, but prints the new line on the file-like object on the
465    TOS.  This is used by the extended print statement.
468 .. opcode:: BREAK_LOOP ()
470    Terminates a loop due to a :keyword:`break` statement.
473 .. opcode:: CONTINUE_LOOP (target)
475    Continues a loop due to a :keyword:`continue` statement.  *target* is the
476    address to jump to (which should be a ``FOR_ITER`` instruction).
479 .. opcode:: LIST_APPEND (i)
481    Calls ``list.append(TOS[-i], TOS)``.  Used to implement list comprehensions.
482    While the appended value is popped off, the list object remains on the
483    stack so that it is available for further iterations of the loop.
486 .. opcode:: LOAD_LOCALS ()
488    Pushes a reference to the locals of the current scope on the stack. This is used
489    in the code for a class definition: After the class body is evaluated, the
490    locals are passed to the class definition.
493 .. opcode:: RETURN_VALUE ()
495    Returns with TOS to the caller of the function.
498 .. opcode:: YIELD_VALUE ()
500    Pops ``TOS`` and yields it from a :term:`generator`.
503 .. opcode:: IMPORT_STAR ()
505    Loads all symbols not starting with ``'_'`` directly from the module TOS to the
506    local namespace. The module is popped after loading all names. This opcode
507    implements ``from module import *``.
510 .. opcode:: EXEC_STMT ()
512    Implements ``exec TOS2,TOS1,TOS``.  The compiler fills missing optional
513    parameters with ``None``.
516 .. opcode:: POP_BLOCK ()
518    Removes one block from the block stack.  Per frame, there is a  stack of blocks,
519    denoting nested loops, try statements, and such.
522 .. opcode:: END_FINALLY ()
524    Terminates a :keyword:`finally` clause.  The interpreter recalls whether the
525    exception has to be re-raised, or whether the function returns, and continues
526    with the outer-next block.
529 .. opcode:: BUILD_CLASS ()
531    Creates a new class object.  TOS is the methods dictionary, TOS1 the tuple of
532    the names of the base classes, and TOS2 the class name.
535 .. opcode:: SETUP_WITH (delta)
537    This opcode performs several operations before a with block starts.  First,
538    it loads :meth:`~object.__exit__` from the context manager and pushes it onto
539    the stack for later use by :opcode:`WITH_CLEANUP`.  Then,
540    :meth:`~object.__enter__` is called, and a finally block pointing to *delta*
541    is pushed.  Finally, the result of calling the enter method is pushed onto
542    the stack.  The next opcode will either ignore it (:opcode:`POP_TOP`), or
543    store it in (a) variable(s) (:opcode:`STORE_FAST`, :opcode:`STORE_NAME`, or
544    :opcode:`UNPACK_SEQUENCE`).
547 .. opcode:: WITH_CLEANUP ()
549    Cleans up the stack when a :keyword:`with` statement block exits.  On top of
550    the stack are 1--3 values indicating how/why the finally clause was entered:
552    * TOP = ``None``
553    * (TOP, SECOND) = (``WHY_{RETURN,CONTINUE}``), retval
554    * TOP = ``WHY_*``; no retval below it
555    * (TOP, SECOND, THIRD) = exc_info()
557    Under them is EXIT, the context manager's :meth:`__exit__` bound method.
559    In the last case, ``EXIT(TOP, SECOND, THIRD)`` is called, otherwise
560    ``EXIT(None, None, None)``.
562    EXIT is removed from the stack, leaving the values above it in the same
563    order. In addition, if the stack represents an exception, *and* the function
564    call returns a 'true' value, this information is "zapped", to prevent
565    ``END_FINALLY`` from re-raising the exception.  (But non-local gotos should
566    still be resumed.)
568    .. XXX explain the WHY stuff!
571 All of the following opcodes expect arguments.  An argument is two bytes, with
572 the more significant byte last.
574 .. opcode:: STORE_NAME (namei)
576    Implements ``name = TOS``. *namei* is the index of *name* in the attribute
577    :attr:`co_names` of the code object. The compiler tries to use ``STORE_FAST``
578    or ``STORE_GLOBAL`` if possible.
581 .. opcode:: DELETE_NAME (namei)
583    Implements ``del name``, where *namei* is the index into :attr:`co_names`
584    attribute of the code object.
587 .. opcode:: UNPACK_SEQUENCE (count)
589    Unpacks TOS into *count* individual values, which are put onto the stack
590    right-to-left.
593 .. opcode:: DUP_TOPX (count)
595    Duplicate *count* items, keeping them in the same order. Due to implementation
596    limits, *count* should be between 1 and 5 inclusive.
599 .. opcode:: STORE_ATTR (namei)
601    Implements ``TOS.name = TOS1``, where *namei* is the index of name in
602    :attr:`co_names`.
605 .. opcode:: DELETE_ATTR (namei)
607    Implements ``del TOS.name``, using *namei* as index into :attr:`co_names`.
610 .. opcode:: STORE_GLOBAL (namei)
612    Works as ``STORE_NAME``, but stores the name as a global.
615 .. opcode:: DELETE_GLOBAL (namei)
617    Works as ``DELETE_NAME``, but deletes a global name.
620 .. opcode:: LOAD_CONST (consti)
622    Pushes ``co_consts[consti]`` onto the stack.
625 .. opcode:: LOAD_NAME (namei)
627    Pushes the value associated with ``co_names[namei]`` onto the stack.
630 .. opcode:: BUILD_TUPLE (count)
632    Creates a tuple consuming *count* items from the stack, and pushes the resulting
633    tuple onto the stack.
636 .. opcode:: BUILD_LIST (count)
638    Works as ``BUILD_TUPLE``, but creates a list.
641 .. opcode:: BUILD_MAP (count)
643    Pushes a new dictionary object onto the stack.  The dictionary is pre-sized
644    to hold *count* entries.
647 .. opcode:: LOAD_ATTR (namei)
649    Replaces TOS with ``getattr(TOS, co_names[namei])``.
652 .. opcode:: COMPARE_OP (opname)
654    Performs a Boolean operation.  The operation name can be found in
655    ``cmp_op[opname]``.
658 .. opcode:: IMPORT_NAME (namei)
660    Imports the module ``co_names[namei]``.  TOS and TOS1 are popped and provide
661    the *fromlist* and *level* arguments of :func:`__import__`.  The module
662    object is pushed onto the stack.  The current namespace is not affected:
663    for a proper import statement, a subsequent ``STORE_FAST`` instruction
664    modifies the namespace.
667 .. opcode:: IMPORT_FROM (namei)
669    Loads the attribute ``co_names[namei]`` from the module found in TOS. The
670    resulting object is pushed onto the stack, to be subsequently stored by a
671    ``STORE_FAST`` instruction.
674 .. opcode:: JUMP_FORWARD (delta)
676    Increments bytecode counter by *delta*.
679 .. opcode:: POP_JUMP_IF_TRUE (target)
681    If TOS is true, sets the bytecode counter to *target*.  TOS is popped.
684 .. opcode:: POP_JUMP_IF_FALSE (target)
686    If TOS is false, sets the bytecode counter to *target*.  TOS is popped.
689 .. opcode:: JUMP_IF_TRUE_OR_POP (target)
691    If TOS is true, sets the bytecode counter to *target* and leaves TOS
692    on the stack.  Otherwise (TOS is false), TOS is popped.
695 .. opcode:: JUMP_IF_FALSE_OR_POP (target)
697    If TOS is false, sets the bytecode counter to *target* and leaves
698    TOS on the stack.  Otherwise (TOS is true), TOS is popped.
701 .. opcode:: JUMP_ABSOLUTE (target)
703    Set bytecode counter to *target*.
706 .. opcode:: FOR_ITER (delta)
708    ``TOS`` is an :term:`iterator`.  Call its :meth:`!next` method.  If this
709    yields a new value, push it on the stack (leaving the iterator below it).  If
710    the iterator indicates it is exhausted ``TOS`` is popped, and the bytecode
711    counter is incremented by *delta*.
714 .. opcode:: LOAD_GLOBAL (namei)
716    Loads the global named ``co_names[namei]`` onto the stack.
719 .. opcode:: SETUP_LOOP (delta)
721    Pushes a block for a loop onto the block stack.  The block spans from the
722    current instruction with a size of *delta* bytes.
725 .. opcode:: SETUP_EXCEPT (delta)
727    Pushes a try block from a try-except clause onto the block stack. *delta* points
728    to the first except block.
731 .. opcode:: SETUP_FINALLY (delta)
733    Pushes a try block from a try-except clause onto the block stack. *delta* points
734    to the finally block.
736 .. opcode:: STORE_MAP ()
738    Store a key and value pair in a dictionary.  Pops the key and value while leaving
739    the dictionary on the stack.
741 .. opcode:: LOAD_FAST (var_num)
743    Pushes a reference to the local ``co_varnames[var_num]`` onto the stack.
746 .. opcode:: STORE_FAST (var_num)
748    Stores TOS into the local ``co_varnames[var_num]``.
751 .. opcode:: DELETE_FAST (var_num)
753    Deletes local ``co_varnames[var_num]``.
756 .. opcode:: LOAD_CLOSURE (i)
758    Pushes a reference to the cell contained in slot *i* of the cell and free
759    variable storage.  The name of the variable is  ``co_cellvars[i]`` if *i* is
760    less than the length of *co_cellvars*.  Otherwise it is  ``co_freevars[i -
761    len(co_cellvars)]``.
764 .. opcode:: LOAD_DEREF (i)
766    Loads the cell contained in slot *i* of the cell and free variable storage.
767    Pushes a reference to the object the cell contains on the stack.
770 .. opcode:: STORE_DEREF (i)
772    Stores TOS into the cell contained in slot *i* of the cell and free variable
773    storage.
776 .. opcode:: SET_LINENO (lineno)
778    This opcode is obsolete.
781 .. opcode:: RAISE_VARARGS (argc)
783    Raises an exception. *argc* indicates the number of parameters to the raise
784    statement, ranging from 0 to 3.  The handler will find the traceback as TOS2,
785    the parameter as TOS1, and the exception as TOS.
788 .. opcode:: CALL_FUNCTION (argc)
790    Calls a function.  The low byte of *argc* indicates the number of positional
791    parameters, the high byte the number of keyword parameters. On the stack, the
792    opcode finds the keyword parameters first.  For each keyword argument, the value
793    is on top of the key.  Below the keyword parameters, the positional parameters
794    are on the stack, with the right-most parameter on top.  Below the parameters,
795    the function object to call is on the stack.  Pops all function arguments, and
796    the function itself off the stack, and pushes the return value.
799 .. opcode:: MAKE_FUNCTION (argc)
801    Pushes a new function object on the stack.  TOS is the code associated with the
802    function.  The function object is defined to have *argc* default parameters,
803    which are found below TOS.
806 .. opcode:: MAKE_CLOSURE (argc)
808    Creates a new function object, sets its *func_closure* slot, and pushes it on
809    the stack.  TOS is the code associated with the function, TOS1 the tuple
810    containing cells for the closure's free variables.  The function also has
811    *argc* default parameters, which are found below the cells.
814 .. opcode:: BUILD_SLICE (argc)
816    .. index:: builtin: slice
818    Pushes a slice object on the stack.  *argc* must be 2 or 3.  If it is 2,
819    ``slice(TOS1, TOS)`` is pushed; if it is 3, ``slice(TOS2, TOS1, TOS)`` is
820    pushed. See the :func:`slice` built-in function for more information.
823 .. opcode:: EXTENDED_ARG (ext)
825    Prefixes any opcode which has an argument too big to fit into the default two
826    bytes.  *ext* holds two additional bytes which, taken together with the
827    subsequent opcode's argument, comprise a four-byte argument, *ext* being the two
828    most-significant bytes.
831 .. opcode:: CALL_FUNCTION_VAR (argc)
833    Calls a function. *argc* is interpreted as in ``CALL_FUNCTION``. The top element
834    on the stack contains the variable argument list, followed by keyword and
835    positional arguments.
838 .. opcode:: CALL_FUNCTION_KW (argc)
840    Calls a function. *argc* is interpreted as in ``CALL_FUNCTION``. The top element
841    on the stack contains the keyword arguments dictionary,  followed by explicit
842    keyword and positional arguments.
845 .. opcode:: CALL_FUNCTION_VAR_KW (argc)
847    Calls a function. *argc* is interpreted as in ``CALL_FUNCTION``.  The top
848    element on the stack contains the keyword arguments dictionary, followed by the
849    variable-arguments tuple, followed by explicit keyword and positional arguments.
852 .. opcode:: HAVE_ARGUMENT ()
854    This is not really an opcode.  It identifies the dividing line between opcodes
855    which don't take arguments ``< HAVE_ARGUMENT`` and those which do ``>=
856    HAVE_ARGUMENT``.