home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ PC World Komputer 2010 April / PCWorld0410.iso / hity wydania / Ubuntu 9.10 PL / karmelkowy-koliberek-desktop-9.10-i386-PL.iso / casper / filesystem.squashfs / usr / lib / python2.6 / pickletools.py < prev    next >
Text File  |  2009-11-02  |  74KB  |  2,272 lines

  1. '''"Executable documentation" for the pickle module.
  2.  
  3. Extensive comments about the pickle protocols and pickle-machine opcodes
  4. can be found here.  Some functions meant for external use:
  5.  
  6. genops(pickle)
  7.    Generate all the opcodes in a pickle, as (opcode, arg, position) triples.
  8.  
  9. dis(pickle, out=None, memo=None, indentlevel=4)
  10.    Print a symbolic disassembly of a pickle.
  11. '''
  12.  
  13. __all__ = ['dis', 'genops', 'optimize']
  14.  
  15. # Other ideas:
  16. #
  17. # - A pickle verifier:  read a pickle and check it exhaustively for
  18. #   well-formedness.  dis() does a lot of this already.
  19. #
  20. # - A protocol identifier:  examine a pickle and return its protocol number
  21. #   (== the highest .proto attr value among all the opcodes in the pickle).
  22. #   dis() already prints this info at the end.
  23. #
  24. # - A pickle optimizer:  for example, tuple-building code is sometimes more
  25. #   elaborate than necessary, catering for the possibility that the tuple
  26. #   is recursive.  Or lots of times a PUT is generated that's never accessed
  27. #   by a later GET.
  28.  
  29.  
  30. """
  31. "A pickle" is a program for a virtual pickle machine (PM, but more accurately
  32. called an unpickling machine).  It's a sequence of opcodes, interpreted by the
  33. PM, building an arbitrarily complex Python object.
  34.  
  35. For the most part, the PM is very simple:  there are no looping, testing, or
  36. conditional instructions, no arithmetic and no function calls.  Opcodes are
  37. executed once each, from first to last, until a STOP opcode is reached.
  38.  
  39. The PM has two data areas, "the stack" and "the memo".
  40.  
  41. Many opcodes push Python objects onto the stack; e.g., INT pushes a Python
  42. integer object on the stack, whose value is gotten from a decimal string
  43. literal immediately following the INT opcode in the pickle bytestream.  Other
  44. opcodes take Python objects off the stack.  The result of unpickling is
  45. whatever object is left on the stack when the final STOP opcode is executed.
  46.  
  47. The memo is simply an array of objects, or it can be implemented as a dict
  48. mapping little integers to objects.  The memo serves as the PM's "long term
  49. memory", and the little integers indexing the memo are akin to variable
  50. names.  Some opcodes pop a stack object into the memo at a given index,
  51. and others push a memo object at a given index onto the stack again.
  52.  
  53. At heart, that's all the PM has.  Subtleties arise for these reasons:
  54.  
  55. + Object identity.  Objects can be arbitrarily complex, and subobjects
  56.   may be shared (for example, the list [a, a] refers to the same object a
  57.   twice).  It can be vital that unpickling recreate an isomorphic object
  58.   graph, faithfully reproducing sharing.
  59.  
  60. + Recursive objects.  For example, after "L = []; L.append(L)", L is a
  61.   list, and L[0] is the same list.  This is related to the object identity
  62.   point, and some sequences of pickle opcodes are subtle in order to
  63.   get the right result in all cases.
  64.  
  65. + Things pickle doesn't know everything about.  Examples of things pickle
  66.   does know everything about are Python's builtin scalar and container
  67.   types, like ints and tuples.  They generally have opcodes dedicated to
  68.   them.  For things like module references and instances of user-defined
  69.   classes, pickle's knowledge is limited.  Historically, many enhancements
  70.   have been made to the pickle protocol in order to do a better (faster,
  71.   and/or more compact) job on those.
  72.  
  73. + Backward compatibility and micro-optimization.  As explained below,
  74.   pickle opcodes never go away, not even when better ways to do a thing
  75.   get invented.  The repertoire of the PM just keeps growing over time.
  76.   For example, protocol 0 had two opcodes for building Python integers (INT
  77.   and LONG), protocol 1 added three more for more-efficient pickling of short
  78.   integers, and protocol 2 added two more for more-efficient pickling of
  79.   long integers (before protocol 2, the only ways to pickle a Python long
  80.   took time quadratic in the number of digits, for both pickling and
  81.   unpickling).  "Opcode bloat" isn't so much a subtlety as a source of
  82.   wearying complication.
  83.  
  84.  
  85. Pickle protocols:
  86.  
  87. For compatibility, the meaning of a pickle opcode never changes.  Instead new
  88. pickle opcodes get added, and each version's unpickler can handle all the
  89. pickle opcodes in all protocol versions to date.  So old pickles continue to
  90. be readable forever.  The pickler can generally be told to restrict itself to
  91. the subset of opcodes available under previous protocol versions too, so that
  92. users can create pickles under the current version readable by older
  93. versions.  However, a pickle does not contain its version number embedded
  94. within it.  If an older unpickler tries to read a pickle using a later
  95. protocol, the result is most likely an exception due to seeing an unknown (in
  96. the older unpickler) opcode.
  97.  
  98. The original pickle used what's now called "protocol 0", and what was called
  99. "text mode" before Python 2.3.  The entire pickle bytestream is made up of
  100. printable 7-bit ASCII characters, plus the newline character, in protocol 0.
  101. That's why it was called text mode.  Protocol 0 is small and elegant, but
  102. sometimes painfully inefficient.
  103.  
  104. The second major set of additions is now called "protocol 1", and was called
  105. "binary mode" before Python 2.3.  This added many opcodes with arguments
  106. consisting of arbitrary bytes, including NUL bytes and unprintable "high bit"
  107. bytes.  Binary mode pickles can be substantially smaller than equivalent
  108. text mode pickles, and sometimes faster too; e.g., BININT represents a 4-byte
  109. int as 4 bytes following the opcode, which is cheaper to unpickle than the
  110. (perhaps) 11-character decimal string attached to INT.  Protocol 1 also added
  111. a number of opcodes that operate on many stack elements at once (like APPENDS
  112. and SETITEMS), and "shortcut" opcodes (like EMPTY_DICT and EMPTY_TUPLE).
  113.  
  114. The third major set of additions came in Python 2.3, and is called "protocol
  115. 2".  This added:
  116.  
  117. - A better way to pickle instances of new-style classes (NEWOBJ).
  118.  
  119. - A way for a pickle to identify its protocol (PROTO).
  120.  
  121. - Time- and space- efficient pickling of long ints (LONG{1,4}).
  122.  
  123. - Shortcuts for small tuples (TUPLE{1,2,3}}.
  124.  
  125. - Dedicated opcodes for bools (NEWTRUE, NEWFALSE).
  126.  
  127. - The "extension registry", a vector of popular objects that can be pushed
  128.   efficiently by index (EXT{1,2,4}).  This is akin to the memo and GET, but
  129.   the registry contents are predefined (there's nothing akin to the memo's
  130.   PUT).
  131.  
  132. Another independent change with Python 2.3 is the abandonment of any
  133. pretense that it might be safe to load pickles received from untrusted
  134. parties -- no sufficient security analysis has been done to guarantee
  135. this and there isn't a use case that warrants the expense of such an
  136. analysis.
  137.  
  138. To this end, all tests for __safe_for_unpickling__ or for
  139. copy_reg.safe_constructors are removed from the unpickling code.
  140. References to these variables in the descriptions below are to be seen
  141. as describing unpickling in Python 2.2 and before.
  142. """
  143.  
  144. # Meta-rule:  Descriptions are stored in instances of descriptor objects,
  145. # with plain constructors.  No meta-language is defined from which
  146. # descriptors could be constructed.  If you want, e.g., XML, write a little
  147. # program to generate XML from the objects.
  148.  
  149. ##############################################################################
  150. # Some pickle opcodes have an argument, following the opcode in the
  151. # bytestream.  An argument is of a specific type, described by an instance
  152. # of ArgumentDescriptor.  These are not to be confused with arguments taken
  153. # off the stack -- ArgumentDescriptor applies only to arguments embedded in
  154. # the opcode stream, immediately following an opcode.
  155.  
  156. # Represents the number of bytes consumed by an argument delimited by the
  157. # next newline character.
  158. UP_TO_NEWLINE = -1
  159.  
  160. # Represents the number of bytes consumed by a two-argument opcode where
  161. # the first argument gives the number of bytes in the second argument.
  162. TAKEN_FROM_ARGUMENT1 = -2   # num bytes is 1-byte unsigned int
  163. TAKEN_FROM_ARGUMENT4 = -3   # num bytes is 4-byte signed little-endian int
  164.  
  165. class ArgumentDescriptor(object):
  166.     __slots__ = (
  167.         # name of descriptor record, also a module global name; a string
  168.         'name',
  169.  
  170.         # length of argument, in bytes; an int; UP_TO_NEWLINE and
  171.         # TAKEN_FROM_ARGUMENT{1,4} are negative values for variable-length
  172.         # cases
  173.         'n',
  174.  
  175.         # a function taking a file-like object, reading this kind of argument
  176.         # from the object at the current position, advancing the current
  177.         # position by n bytes, and returning the value of the argument
  178.         'reader',
  179.  
  180.         # human-readable docs for this arg descriptor; a string
  181.         'doc',
  182.     )
  183.  
  184.     def __init__(self, name, n, reader, doc):
  185.         assert isinstance(name, str)
  186.         self.name = name
  187.  
  188.         assert isinstance(n, int) and (n >= 0 or
  189.                                        n in (UP_TO_NEWLINE,
  190.                                              TAKEN_FROM_ARGUMENT1,
  191.                                              TAKEN_FROM_ARGUMENT4))
  192.         self.n = n
  193.  
  194.         self.reader = reader
  195.  
  196.         assert isinstance(doc, str)
  197.         self.doc = doc
  198.  
  199. from struct import unpack as _unpack
  200.  
  201. def read_uint1(f):
  202.     r"""
  203.     >>> import StringIO
  204.     >>> read_uint1(StringIO.StringIO('\xff'))
  205.     255
  206.     """
  207.  
  208.     data = f.read(1)
  209.     if data:
  210.         return ord(data)
  211.     raise ValueError("not enough data in stream to read uint1")
  212.  
  213. uint1 = ArgumentDescriptor(
  214.             name='uint1',
  215.             n=1,
  216.             reader=read_uint1,
  217.             doc="One-byte unsigned integer.")
  218.  
  219.  
  220. def read_uint2(f):
  221.     r"""
  222.     >>> import StringIO
  223.     >>> read_uint2(StringIO.StringIO('\xff\x00'))
  224.     255
  225.     >>> read_uint2(StringIO.StringIO('\xff\xff'))
  226.     65535
  227.     """
  228.  
  229.     data = f.read(2)
  230.     if len(data) == 2:
  231.         return _unpack("<H", data)[0]
  232.     raise ValueError("not enough data in stream to read uint2")
  233.  
  234. uint2 = ArgumentDescriptor(
  235.             name='uint2',
  236.             n=2,
  237.             reader=read_uint2,
  238.             doc="Two-byte unsigned integer, little-endian.")
  239.  
  240.  
  241. def read_int4(f):
  242.     r"""
  243.     >>> import StringIO
  244.     >>> read_int4(StringIO.StringIO('\xff\x00\x00\x00'))
  245.     255
  246.     >>> read_int4(StringIO.StringIO('\x00\x00\x00\x80')) == -(2**31)
  247.     True
  248.     """
  249.  
  250.     data = f.read(4)
  251.     if len(data) == 4:
  252.         return _unpack("<i", data)[0]
  253.     raise ValueError("not enough data in stream to read int4")
  254.  
  255. int4 = ArgumentDescriptor(
  256.            name='int4',
  257.            n=4,
  258.            reader=read_int4,
  259.            doc="Four-byte signed integer, little-endian, 2's complement.")
  260.  
  261.  
  262. def read_stringnl(f, decode=True, stripquotes=True):
  263.     r"""
  264.     >>> import StringIO
  265.     >>> read_stringnl(StringIO.StringIO("'abcd'\nefg\n"))
  266.     'abcd'
  267.  
  268.     >>> read_stringnl(StringIO.StringIO("\n"))
  269.     Traceback (most recent call last):
  270.     ...
  271.     ValueError: no string quotes around ''
  272.  
  273.     >>> read_stringnl(StringIO.StringIO("\n"), stripquotes=False)
  274.     ''
  275.  
  276.     >>> read_stringnl(StringIO.StringIO("''\n"))
  277.     ''
  278.  
  279.     >>> read_stringnl(StringIO.StringIO('"abcd"'))
  280.     Traceback (most recent call last):
  281.     ...
  282.     ValueError: no newline found when trying to read stringnl
  283.  
  284.     Embedded escapes are undone in the result.
  285.     >>> read_stringnl(StringIO.StringIO(r"'a\n\\b\x00c\td'" + "\n'e'"))
  286.     'a\n\\b\x00c\td'
  287.     """
  288.  
  289.     data = f.readline()
  290.     if not data.endswith('\n'):
  291.         raise ValueError("no newline found when trying to read stringnl")
  292.     data = data[:-1]    # lose the newline
  293.  
  294.     if stripquotes:
  295.         for q in "'\"":
  296.             if data.startswith(q):
  297.                 if not data.endswith(q):
  298.                     raise ValueError("strinq quote %r not found at both "
  299.                                      "ends of %r" % (q, data))
  300.                 data = data[1:-1]
  301.                 break
  302.         else:
  303.             raise ValueError("no string quotes around %r" % data)
  304.  
  305.     # I'm not sure when 'string_escape' was added to the std codecs; it's
  306.     # crazy not to use it if it's there.
  307.     if decode:
  308.         data = data.decode('string_escape')
  309.     return data
  310.  
  311. stringnl = ArgumentDescriptor(
  312.                name='stringnl',
  313.                n=UP_TO_NEWLINE,
  314.                reader=read_stringnl,
  315.                doc="""A newline-terminated string.
  316.  
  317.                    This is a repr-style string, with embedded escapes, and
  318.                    bracketing quotes.
  319.                    """)
  320.  
  321. def read_stringnl_noescape(f):
  322.     return read_stringnl(f, decode=False, stripquotes=False)
  323.  
  324. stringnl_noescape = ArgumentDescriptor(
  325.                         name='stringnl_noescape',
  326.                         n=UP_TO_NEWLINE,
  327.                         reader=read_stringnl_noescape,
  328.                         doc="""A newline-terminated string.
  329.  
  330.                         This is a str-style string, without embedded escapes,
  331.                         or bracketing quotes.  It should consist solely of
  332.                         printable ASCII characters.
  333.                         """)
  334.  
  335. def read_stringnl_noescape_pair(f):
  336.     r"""
  337.     >>> import StringIO
  338.     >>> read_stringnl_noescape_pair(StringIO.StringIO("Queue\nEmpty\njunk"))
  339.     'Queue Empty'
  340.     """
  341.  
  342.     return "%s %s" % (read_stringnl_noescape(f), read_stringnl_noescape(f))
  343.  
  344. stringnl_noescape_pair = ArgumentDescriptor(
  345.                              name='stringnl_noescape_pair',
  346.                              n=UP_TO_NEWLINE,
  347.                              reader=read_stringnl_noescape_pair,
  348.                              doc="""A pair of newline-terminated strings.
  349.  
  350.                              These are str-style strings, without embedded
  351.                              escapes, or bracketing quotes.  They should
  352.                              consist solely of printable ASCII characters.
  353.                              The pair is returned as a single string, with
  354.                              a single blank separating the two strings.
  355.                              """)
  356.  
  357. def read_string4(f):
  358.     r"""
  359.     >>> import StringIO
  360.     >>> read_string4(StringIO.StringIO("\x00\x00\x00\x00abc"))
  361.     ''
  362.     >>> read_string4(StringIO.StringIO("\x03\x00\x00\x00abcdef"))
  363.     'abc'
  364.     >>> read_string4(StringIO.StringIO("\x00\x00\x00\x03abcdef"))
  365.     Traceback (most recent call last):
  366.     ...
  367.     ValueError: expected 50331648 bytes in a string4, but only 6 remain
  368.     """
  369.  
  370.     n = read_int4(f)
  371.     if n < 0:
  372.         raise ValueError("string4 byte count < 0: %d" % n)
  373.     data = f.read(n)
  374.     if len(data) == n:
  375.         return data
  376.     raise ValueError("expected %d bytes in a string4, but only %d remain" %
  377.                      (n, len(data)))
  378.  
  379. string4 = ArgumentDescriptor(
  380.               name="string4",
  381.               n=TAKEN_FROM_ARGUMENT4,
  382.               reader=read_string4,
  383.               doc="""A counted string.
  384.  
  385.               The first argument is a 4-byte little-endian signed int giving
  386.               the number of bytes in the string, and the second argument is
  387.               that many bytes.
  388.               """)
  389.  
  390.  
  391. def read_string1(f):
  392.     r"""
  393.     >>> import StringIO
  394.     >>> read_string1(StringIO.StringIO("\x00"))
  395.     ''
  396.     >>> read_string1(StringIO.StringIO("\x03abcdef"))
  397.     'abc'
  398.     """
  399.  
  400.     n = read_uint1(f)
  401.     assert n >= 0
  402.     data = f.read(n)
  403.     if len(data) == n:
  404.         return data
  405.     raise ValueError("expected %d bytes in a string1, but only %d remain" %
  406.                      (n, len(data)))
  407.  
  408. string1 = ArgumentDescriptor(
  409.               name="string1",
  410.               n=TAKEN_FROM_ARGUMENT1,
  411.               reader=read_string1,
  412.               doc="""A counted string.
  413.  
  414.               The first argument is a 1-byte unsigned int giving the number
  415.               of bytes in the string, and the second argument is that many
  416.               bytes.
  417.               """)
  418.  
  419.  
  420. def read_unicodestringnl(f):
  421.     r"""
  422.     >>> import StringIO
  423.     >>> read_unicodestringnl(StringIO.StringIO("abc\uabcd\njunk"))
  424.     u'abc\uabcd'
  425.     """
  426.  
  427.     data = f.readline()
  428.     if not data.endswith('\n'):
  429.         raise ValueError("no newline found when trying to read "
  430.                          "unicodestringnl")
  431.     data = data[:-1]    # lose the newline
  432.     return unicode(data, 'raw-unicode-escape')
  433.  
  434. unicodestringnl = ArgumentDescriptor(
  435.                       name='unicodestringnl',
  436.                       n=UP_TO_NEWLINE,
  437.                       reader=read_unicodestringnl,
  438.                       doc="""A newline-terminated Unicode string.
  439.  
  440.                       This is raw-unicode-escape encoded, so consists of
  441.                       printable ASCII characters, and may contain embedded
  442.                       escape sequences.
  443.                       """)
  444.  
  445. def read_unicodestring4(f):
  446.     r"""
  447.     >>> import StringIO
  448.     >>> s = u'abcd\uabcd'
  449.     >>> enc = s.encode('utf-8')
  450.     >>> enc
  451.     'abcd\xea\xaf\x8d'
  452.     >>> n = chr(len(enc)) + chr(0) * 3  # little-endian 4-byte length
  453.     >>> t = read_unicodestring4(StringIO.StringIO(n + enc + 'junk'))
  454.     >>> s == t
  455.     True
  456.  
  457.     >>> read_unicodestring4(StringIO.StringIO(n + enc[:-1]))
  458.     Traceback (most recent call last):
  459.     ...
  460.     ValueError: expected 7 bytes in a unicodestring4, but only 6 remain
  461.     """
  462.  
  463.     n = read_int4(f)
  464.     if n < 0:
  465.         raise ValueError("unicodestring4 byte count < 0: %d" % n)
  466.     data = f.read(n)
  467.     if len(data) == n:
  468.         return unicode(data, 'utf-8')
  469.     raise ValueError("expected %d bytes in a unicodestring4, but only %d "
  470.                      "remain" % (n, len(data)))
  471.  
  472. unicodestring4 = ArgumentDescriptor(
  473.                     name="unicodestring4",
  474.                     n=TAKEN_FROM_ARGUMENT4,
  475.                     reader=read_unicodestring4,
  476.                     doc="""A counted Unicode string.
  477.  
  478.                     The first argument is a 4-byte little-endian signed int
  479.                     giving the number of bytes in the string, and the second
  480.                     argument-- the UTF-8 encoding of the Unicode string --
  481.                     contains that many bytes.
  482.                     """)
  483.  
  484.  
  485. def read_decimalnl_short(f):
  486.     r"""
  487.     >>> import StringIO
  488.     >>> read_decimalnl_short(StringIO.StringIO("1234\n56"))
  489.     1234
  490.  
  491.     >>> read_decimalnl_short(StringIO.StringIO("1234L\n56"))
  492.     Traceback (most recent call last):
  493.     ...
  494.     ValueError: trailing 'L' not allowed in '1234L'
  495.     """
  496.  
  497.     s = read_stringnl(f, decode=False, stripquotes=False)
  498.     if s.endswith("L"):
  499.         raise ValueError("trailing 'L' not allowed in %r" % s)
  500.  
  501.     # It's not necessarily true that the result fits in a Python short int:
  502.     # the pickle may have been written on a 64-bit box.  There's also a hack
  503.     # for True and False here.
  504.     if s == "00":
  505.         return False
  506.     elif s == "01":
  507.         return True
  508.  
  509.     try:
  510.         return int(s)
  511.     except OverflowError:
  512.         return long(s)
  513.  
  514. def read_decimalnl_long(f):
  515.     r"""
  516.     >>> import StringIO
  517.  
  518.     >>> read_decimalnl_long(StringIO.StringIO("1234\n56"))
  519.     Traceback (most recent call last):
  520.     ...
  521.     ValueError: trailing 'L' required in '1234'
  522.  
  523.     Someday the trailing 'L' will probably go away from this output.
  524.  
  525.     >>> read_decimalnl_long(StringIO.StringIO("1234L\n56"))
  526.     1234L
  527.  
  528.     >>> read_decimalnl_long(StringIO.StringIO("123456789012345678901234L\n6"))
  529.     123456789012345678901234L
  530.     """
  531.  
  532.     s = read_stringnl(f, decode=False, stripquotes=False)
  533.     if not s.endswith("L"):
  534.         raise ValueError("trailing 'L' required in %r" % s)
  535.     return long(s)
  536.  
  537.  
  538. decimalnl_short = ArgumentDescriptor(
  539.                       name='decimalnl_short',
  540.                       n=UP_TO_NEWLINE,
  541.                       reader=read_decimalnl_short,
  542.                       doc="""A newline-terminated decimal integer literal.
  543.  
  544.                           This never has a trailing 'L', and the integer fit
  545.                           in a short Python int on the box where the pickle
  546.                           was written -- but there's no guarantee it will fit
  547.                           in a short Python int on the box where the pickle
  548.                           is read.
  549.                           """)
  550.  
  551. decimalnl_long = ArgumentDescriptor(
  552.                      name='decimalnl_long',
  553.                      n=UP_TO_NEWLINE,
  554.                      reader=read_decimalnl_long,
  555.                      doc="""A newline-terminated decimal integer literal.
  556.  
  557.                          This has a trailing 'L', and can represent integers
  558.                          of any size.
  559.                          """)
  560.  
  561.  
  562. def read_floatnl(f):
  563.     r"""
  564.     >>> import StringIO
  565.     >>> read_floatnl(StringIO.StringIO("-1.25\n6"))
  566.     -1.25
  567.     """
  568.     s = read_stringnl(f, decode=False, stripquotes=False)
  569.     return float(s)
  570.  
  571. floatnl = ArgumentDescriptor(
  572.               name='floatnl',
  573.               n=UP_TO_NEWLINE,
  574.               reader=read_floatnl,
  575.               doc="""A newline-terminated decimal floating literal.
  576.  
  577.               In general this requires 17 significant digits for roundtrip
  578.               identity, and pickling then unpickling infinities, NaNs, and
  579.               minus zero doesn't work across boxes, or on some boxes even
  580.               on itself (e.g., Windows can't read the strings it produces
  581.               for infinities or NaNs).
  582.               """)
  583.  
  584. def read_float8(f):
  585.     r"""
  586.     >>> import StringIO, struct
  587.     >>> raw = struct.pack(">d", -1.25)
  588.     >>> raw
  589.     '\xbf\xf4\x00\x00\x00\x00\x00\x00'
  590.     >>> read_float8(StringIO.StringIO(raw + "\n"))
  591.     -1.25
  592.     """
  593.  
  594.     data = f.read(8)
  595.     if len(data) == 8:
  596.         return _unpack(">d", data)[0]
  597.     raise ValueError("not enough data in stream to read float8")
  598.  
  599.  
  600. float8 = ArgumentDescriptor(
  601.              name='float8',
  602.              n=8,
  603.              reader=read_float8,
  604.              doc="""An 8-byte binary representation of a float, big-endian.
  605.  
  606.              The format is unique to Python, and shared with the struct
  607.              module (format string '>d') "in theory" (the struct and cPickle
  608.              implementations don't share the code -- they should).  It's
  609.              strongly related to the IEEE-754 double format, and, in normal
  610.              cases, is in fact identical to the big-endian 754 double format.
  611.              On other boxes the dynamic range is limited to that of a 754
  612.              double, and "add a half and chop" rounding is used to reduce
  613.              the precision to 53 bits.  However, even on a 754 box,
  614.              infinities, NaNs, and minus zero may not be handled correctly
  615.              (may not survive roundtrip pickling intact).
  616.              """)
  617.  
  618. # Protocol 2 formats
  619.  
  620. from pickle import decode_long
  621.  
  622. def read_long1(f):
  623.     r"""
  624.     >>> import StringIO
  625.     >>> read_long1(StringIO.StringIO("\x00"))
  626.     0L
  627.     >>> read_long1(StringIO.StringIO("\x02\xff\x00"))
  628.     255L
  629.     >>> read_long1(StringIO.StringIO("\x02\xff\x7f"))
  630.     32767L
  631.     >>> read_long1(StringIO.StringIO("\x02\x00\xff"))
  632.     -256L
  633.     >>> read_long1(StringIO.StringIO("\x02\x00\x80"))
  634.     -32768L
  635.     """
  636.  
  637.     n = read_uint1(f)
  638.     data = f.read(n)
  639.     if len(data) != n:
  640.         raise ValueError("not enough data in stream to read long1")
  641.     return decode_long(data)
  642.  
  643. long1 = ArgumentDescriptor(
  644.     name="long1",
  645.     n=TAKEN_FROM_ARGUMENT1,
  646.     reader=read_long1,
  647.     doc="""A binary long, little-endian, using 1-byte size.
  648.  
  649.     This first reads one byte as an unsigned size, then reads that
  650.     many bytes and interprets them as a little-endian 2's-complement long.
  651.     If the size is 0, that's taken as a shortcut for the long 0L.
  652.     """)
  653.  
  654. def read_long4(f):
  655.     r"""
  656.     >>> import StringIO
  657.     >>> read_long4(StringIO.StringIO("\x02\x00\x00\x00\xff\x00"))
  658.     255L
  659.     >>> read_long4(StringIO.StringIO("\x02\x00\x00\x00\xff\x7f"))
  660.     32767L
  661.     >>> read_long4(StringIO.StringIO("\x02\x00\x00\x00\x00\xff"))
  662.     -256L
  663.     >>> read_long4(StringIO.StringIO("\x02\x00\x00\x00\x00\x80"))
  664.     -32768L
  665.     >>> read_long1(StringIO.StringIO("\x00\x00\x00\x00"))
  666.     0L
  667.     """
  668.  
  669.     n = read_int4(f)
  670.     if n < 0:
  671.         raise ValueError("long4 byte count < 0: %d" % n)
  672.     data = f.read(n)
  673.     if len(data) != n:
  674.         raise ValueError("not enough data in stream to read long4")
  675.     return decode_long(data)
  676.  
  677. long4 = ArgumentDescriptor(
  678.     name="long4",
  679.     n=TAKEN_FROM_ARGUMENT4,
  680.     reader=read_long4,
  681.     doc="""A binary representation of a long, little-endian.
  682.  
  683.     This first reads four bytes as a signed size (but requires the
  684.     size to be >= 0), then reads that many bytes and interprets them
  685.     as a little-endian 2's-complement long.  If the size is 0, that's taken
  686.     as a shortcut for the long 0L, although LONG1 should really be used
  687.     then instead (and in any case where # of bytes < 256).
  688.     """)
  689.  
  690.  
  691. ##############################################################################
  692. # Object descriptors.  The stack used by the pickle machine holds objects,
  693. # and in the stack_before and stack_after attributes of OpcodeInfo
  694. # descriptors we need names to describe the various types of objects that can
  695. # appear on the stack.
  696.  
  697. class StackObject(object):
  698.     __slots__ = (
  699.         # name of descriptor record, for info only
  700.         'name',
  701.  
  702.         # type of object, or tuple of type objects (meaning the object can
  703.         # be of any type in the tuple)
  704.         'obtype',
  705.  
  706.         # human-readable docs for this kind of stack object; a string
  707.         'doc',
  708.     )
  709.  
  710.     def __init__(self, name, obtype, doc):
  711.         assert isinstance(name, str)
  712.         self.name = name
  713.  
  714.         assert isinstance(obtype, type) or isinstance(obtype, tuple)
  715.         if isinstance(obtype, tuple):
  716.             for contained in obtype:
  717.                 assert isinstance(contained, type)
  718.         self.obtype = obtype
  719.  
  720.         assert isinstance(doc, str)
  721.         self.doc = doc
  722.  
  723.     def __repr__(self):
  724.         return self.name
  725.  
  726.  
  727. pyint = StackObject(
  728.             name='int',
  729.             obtype=int,
  730.             doc="A short (as opposed to long) Python integer object.")
  731.  
  732. pylong = StackObject(
  733.              name='long',
  734.              obtype=long,
  735.              doc="A long (as opposed to short) Python integer object.")
  736.  
  737. pyinteger_or_bool = StackObject(
  738.                         name='int_or_bool',
  739.                         obtype=(int, long, bool),
  740.                         doc="A Python integer object (short or long), or "
  741.                             "a Python bool.")
  742.  
  743. pybool = StackObject(
  744.              name='bool',
  745.              obtype=(bool,),
  746.              doc="A Python bool object.")
  747.  
  748. pyfloat = StackObject(
  749.               name='float',
  750.               obtype=float,
  751.               doc="A Python float object.")
  752.  
  753. pystring = StackObject(
  754.                name='str',
  755.                obtype=str,
  756.                doc="A Python string object.")
  757.  
  758. pyunicode = StackObject(
  759.                 name='unicode',
  760.                 obtype=unicode,
  761.                 doc="A Python Unicode string object.")
  762.  
  763. pynone = StackObject(
  764.              name="None",
  765.              obtype=type(None),
  766.              doc="The Python None object.")
  767.  
  768. pytuple = StackObject(
  769.               name="tuple",
  770.               obtype=tuple,
  771.               doc="A Python tuple object.")
  772.  
  773. pylist = StackObject(
  774.              name="list",
  775.              obtype=list,
  776.              doc="A Python list object.")
  777.  
  778. pydict = StackObject(
  779.              name="dict",
  780.              obtype=dict,
  781.              doc="A Python dict object.")
  782.  
  783. anyobject = StackObject(
  784.                 name='any',
  785.                 obtype=object,
  786.                 doc="Any kind of object whatsoever.")
  787.  
  788. markobject = StackObject(
  789.                  name="mark",
  790.                  obtype=StackObject,
  791.                  doc="""'The mark' is a unique object.
  792.  
  793.                  Opcodes that operate on a variable number of objects
  794.                  generally don't embed the count of objects in the opcode,
  795.                  or pull it off the stack.  Instead the MARK opcode is used
  796.                  to push a special marker object on the stack, and then
  797.                  some other opcodes grab all the objects from the top of
  798.                  the stack down to (but not including) the topmost marker
  799.                  object.
  800.                  """)
  801.  
  802. stackslice = StackObject(
  803.                  name="stackslice",
  804.                  obtype=StackObject,
  805.                  doc="""An object representing a contiguous slice of the stack.
  806.  
  807.                  This is used in conjuction with markobject, to represent all
  808.                  of the stack following the topmost markobject.  For example,
  809.                  the POP_MARK opcode changes the stack from
  810.  
  811.                      [..., markobject, stackslice]
  812.                  to
  813.                      [...]
  814.  
  815.                  No matter how many object are on the stack after the topmost
  816.                  markobject, POP_MARK gets rid of all of them (including the
  817.                  topmost markobject too).
  818.                  """)
  819.  
  820. ##############################################################################
  821. # Descriptors for pickle opcodes.
  822.  
  823. class OpcodeInfo(object):
  824.  
  825.     __slots__ = (
  826.         # symbolic name of opcode; a string
  827.         'name',
  828.  
  829.         # the code used in a bytestream to represent the opcode; a
  830.         # one-character string
  831.         'code',
  832.  
  833.         # If the opcode has an argument embedded in the byte string, an
  834.         # instance of ArgumentDescriptor specifying its type.  Note that
  835.         # arg.reader(s) can be used to read and decode the argument from
  836.         # the bytestream s, and arg.doc documents the format of the raw
  837.         # argument bytes.  If the opcode doesn't have an argument embedded
  838.         # in the bytestream, arg should be None.
  839.         'arg',
  840.  
  841.         # what the stack looks like before this opcode runs; a list
  842.         'stack_before',
  843.  
  844.         # what the stack looks like after this opcode runs; a list
  845.         'stack_after',
  846.  
  847.         # the protocol number in which this opcode was introduced; an int
  848.         'proto',
  849.  
  850.         # human-readable docs for this opcode; a string
  851.         'doc',
  852.     )
  853.  
  854.     def __init__(self, name, code, arg,
  855.                  stack_before, stack_after, proto, doc):
  856.         assert isinstance(name, str)
  857.         self.name = name
  858.  
  859.         assert isinstance(code, str)
  860.         assert len(code) == 1
  861.         self.code = code
  862.  
  863.         assert arg is None or isinstance(arg, ArgumentDescriptor)
  864.         self.arg = arg
  865.  
  866.         assert isinstance(stack_before, list)
  867.         for x in stack_before:
  868.             assert isinstance(x, StackObject)
  869.         self.stack_before = stack_before
  870.  
  871.         assert isinstance(stack_after, list)
  872.         for x in stack_after:
  873.             assert isinstance(x, StackObject)
  874.         self.stack_after = stack_after
  875.  
  876.         assert isinstance(proto, int) and 0 <= proto <= 2
  877.         self.proto = proto
  878.  
  879.         assert isinstance(doc, str)
  880.         self.doc = doc
  881.  
  882. I = OpcodeInfo
  883. opcodes = [
  884.  
  885.     # Ways to spell integers.
  886.  
  887.     I(name='INT',
  888.       code='I',
  889.       arg=decimalnl_short,
  890.       stack_before=[],
  891.       stack_after=[pyinteger_or_bool],
  892.       proto=0,
  893.       doc="""Push an integer or bool.
  894.  
  895.       The argument is a newline-terminated decimal literal string.
  896.  
  897.       The intent may have been that this always fit in a short Python int,
  898.       but INT can be generated in pickles written on a 64-bit box that
  899.       require a Python long on a 32-bit box.  The difference between this
  900.       and LONG then is that INT skips a trailing 'L', and produces a short
  901.       int whenever possible.
  902.  
  903.       Another difference is due to that, when bool was introduced as a
  904.       distinct type in 2.3, builtin names True and False were also added to
  905.       2.2.2, mapping to ints 1 and 0.  For compatibility in both directions,
  906.       True gets pickled as INT + "I01\\n", and False as INT + "I00\\n".
  907.       Leading zeroes are never produced for a genuine integer.  The 2.3
  908.       (and later) unpicklers special-case these and return bool instead;
  909.       earlier unpicklers ignore the leading "0" and return the int.
  910.       """),
  911.  
  912.     I(name='BININT',
  913.       code='J',
  914.       arg=int4,
  915.       stack_before=[],
  916.       stack_after=[pyint],
  917.       proto=1,
  918.       doc="""Push a four-byte signed integer.
  919.  
  920.       This handles the full range of Python (short) integers on a 32-bit
  921.       box, directly as binary bytes (1 for the opcode and 4 for the integer).
  922.       If the integer is non-negative and fits in 1 or 2 bytes, pickling via
  923.       BININT1 or BININT2 saves space.
  924.       """),
  925.  
  926.     I(name='BININT1',
  927.       code='K',
  928.       arg=uint1,
  929.       stack_before=[],
  930.       stack_after=[pyint],
  931.       proto=1,
  932.       doc="""Push a one-byte unsigned integer.
  933.  
  934.       This is a space optimization for pickling very small non-negative ints,
  935.       in range(256).
  936.       """),
  937.  
  938.     I(name='BININT2',
  939.       code='M',
  940.       arg=uint2,
  941.       stack_before=[],
  942.       stack_after=[pyint],
  943.       proto=1,
  944.       doc="""Push a two-byte unsigned integer.
  945.  
  946.       This is a space optimization for pickling small positive ints, in
  947.       range(256, 2**16).  Integers in range(256) can also be pickled via
  948.       BININT2, but BININT1 instead saves a byte.
  949.       """),
  950.  
  951.     I(name='LONG',
  952.       code='L',
  953.       arg=decimalnl_long,
  954.       stack_before=[],
  955.       stack_after=[pylong],
  956.       proto=0,
  957.       doc="""Push a long integer.
  958.  
  959.       The same as INT, except that the literal ends with 'L', and always
  960.       unpickles to a Python long.  There doesn't seem a real purpose to the
  961.       trailing 'L'.
  962.  
  963.       Note that LONG takes time quadratic in the number of digits when
  964.       unpickling (this is simply due to the nature of decimal->binary
  965.       conversion).  Proto 2 added linear-time (in C; still quadratic-time
  966.       in Python) LONG1 and LONG4 opcodes.
  967.       """),
  968.  
  969.     I(name="LONG1",
  970.       code='\x8a',
  971.       arg=long1,
  972.       stack_before=[],
  973.       stack_after=[pylong],
  974.       proto=2,
  975.       doc="""Long integer using one-byte length.
  976.  
  977.       A more efficient encoding of a Python long; the long1 encoding
  978.       says it all."""),
  979.  
  980.     I(name="LONG4",
  981.       code='\x8b',
  982.       arg=long4,
  983.       stack_before=[],
  984.       stack_after=[pylong],
  985.       proto=2,
  986.       doc="""Long integer using found-byte length.
  987.  
  988.       A more efficient encoding of a Python long; the long4 encoding
  989.       says it all."""),
  990.  
  991.     # Ways to spell strings (8-bit, not Unicode).
  992.  
  993.     I(name='STRING',
  994.       code='S',
  995.       arg=stringnl,
  996.       stack_before=[],
  997.       stack_after=[pystring],
  998.       proto=0,
  999.       doc="""Push a Python string object.
  1000.  
  1001.       The argument is a repr-style string, with bracketing quote characters,
  1002.       and perhaps embedded escapes.  The argument extends until the next
  1003.       newline character.
  1004.       """),
  1005.  
  1006.     I(name='BINSTRING',
  1007.       code='T',
  1008.       arg=string4,
  1009.       stack_before=[],
  1010.       stack_after=[pystring],
  1011.       proto=1,
  1012.       doc="""Push a Python string object.
  1013.  
  1014.       There are two arguments:  the first is a 4-byte little-endian signed int
  1015.       giving the number of bytes in the string, and the second is that many
  1016.       bytes, which are taken literally as the string content.
  1017.       """),
  1018.  
  1019.     I(name='SHORT_BINSTRING',
  1020.       code='U',
  1021.       arg=string1,
  1022.       stack_before=[],
  1023.       stack_after=[pystring],
  1024.       proto=1,
  1025.       doc="""Push a Python string object.
  1026.  
  1027.       There are two arguments:  the first is a 1-byte unsigned int giving
  1028.       the number of bytes in the string, and the second is that many bytes,
  1029.       which are taken literally as the string content.
  1030.       """),
  1031.  
  1032.     # Ways to spell None.
  1033.  
  1034.     I(name='NONE',
  1035.       code='N',
  1036.       arg=None,
  1037.       stack_before=[],
  1038.       stack_after=[pynone],
  1039.       proto=0,
  1040.       doc="Push None on the stack."),
  1041.  
  1042.     # Ways to spell bools, starting with proto 2.  See INT for how this was
  1043.     # done before proto 2.
  1044.  
  1045.     I(name='NEWTRUE',
  1046.       code='\x88',
  1047.       arg=None,
  1048.       stack_before=[],
  1049.       stack_after=[pybool],
  1050.       proto=2,
  1051.       doc="""True.
  1052.  
  1053.       Push True onto the stack."""),
  1054.  
  1055.     I(name='NEWFALSE',
  1056.       code='\x89',
  1057.       arg=None,
  1058.       stack_before=[],
  1059.       stack_after=[pybool],
  1060.       proto=2,
  1061.       doc="""True.
  1062.  
  1063.       Push False onto the stack."""),
  1064.  
  1065.     # Ways to spell Unicode strings.
  1066.  
  1067.     I(name='UNICODE',
  1068.       code='V',
  1069.       arg=unicodestringnl,
  1070.       stack_before=[],
  1071.       stack_after=[pyunicode],
  1072.       proto=0,  # this may be pure-text, but it's a later addition
  1073.       doc="""Push a Python Unicode string object.
  1074.  
  1075.       The argument is a raw-unicode-escape encoding of a Unicode string,
  1076.       and so may contain embedded escape sequences.  The argument extends
  1077.       until the next newline character.
  1078.       """),
  1079.  
  1080.     I(name='BINUNICODE',
  1081.       code='X',
  1082.       arg=unicodestring4,
  1083.       stack_before=[],
  1084.       stack_after=[pyunicode],
  1085.       proto=1,
  1086.       doc="""Push a Python Unicode string object.
  1087.  
  1088.       There are two arguments:  the first is a 4-byte little-endian signed int
  1089.       giving the number of bytes in the string.  The second is that many
  1090.       bytes, and is the UTF-8 encoding of the Unicode string.
  1091.       """),
  1092.  
  1093.     # Ways to spell floats.
  1094.  
  1095.     I(name='FLOAT',
  1096.       code='F',
  1097.       arg=floatnl,
  1098.       stack_before=[],
  1099.       stack_after=[pyfloat],
  1100.       proto=0,
  1101.       doc="""Newline-terminated decimal float literal.
  1102.  
  1103.       The argument is repr(a_float), and in general requires 17 significant
  1104.       digits for roundtrip conversion to be an identity (this is so for
  1105.       IEEE-754 double precision values, which is what Python float maps to
  1106.       on most boxes).
  1107.  
  1108.       In general, FLOAT cannot be used to transport infinities, NaNs, or
  1109.       minus zero across boxes (or even on a single box, if the platform C
  1110.       library can't read the strings it produces for such things -- Windows
  1111.       is like that), but may do less damage than BINFLOAT on boxes with
  1112.       greater precision or dynamic range than IEEE-754 double.
  1113.       """),
  1114.  
  1115.     I(name='BINFLOAT',
  1116.       code='G',
  1117.       arg=float8,
  1118.       stack_before=[],
  1119.       stack_after=[pyfloat],
  1120.       proto=1,
  1121.       doc="""Float stored in binary form, with 8 bytes of data.
  1122.  
  1123.       This generally requires less than half the space of FLOAT encoding.
  1124.       In general, BINFLOAT cannot be used to transport infinities, NaNs, or
  1125.       minus zero, raises an exception if the exponent exceeds the range of
  1126.       an IEEE-754 double, and retains no more than 53 bits of precision (if
  1127.       there are more than that, "add a half and chop" rounding is used to
  1128.       cut it back to 53 significant bits).
  1129.       """),
  1130.  
  1131.     # Ways to build lists.
  1132.  
  1133.     I(name='EMPTY_LIST',
  1134.       code=']',
  1135.       arg=None,
  1136.       stack_before=[],
  1137.       stack_after=[pylist],
  1138.       proto=1,
  1139.       doc="Push an empty list."),
  1140.  
  1141.     I(name='APPEND',
  1142.       code='a',
  1143.       arg=None,
  1144.       stack_before=[pylist, anyobject],
  1145.       stack_after=[pylist],
  1146.       proto=0,
  1147.       doc="""Append an object to a list.
  1148.  
  1149.       Stack before:  ... pylist anyobject
  1150.       Stack after:   ... pylist+[anyobject]
  1151.  
  1152.       although pylist is really extended in-place.
  1153.       """),
  1154.  
  1155.     I(name='APPENDS',
  1156.       code='e',
  1157.       arg=None,
  1158.       stack_before=[pylist, markobject, stackslice],
  1159.       stack_after=[pylist],
  1160.       proto=1,
  1161.       doc="""Extend a list by a slice of stack objects.
  1162.  
  1163.       Stack before:  ... pylist markobject stackslice
  1164.       Stack after:   ... pylist+stackslice
  1165.  
  1166.       although pylist is really extended in-place.
  1167.       """),
  1168.  
  1169.     I(name='LIST',
  1170.       code='l',
  1171.       arg=None,
  1172.       stack_before=[markobject, stackslice],
  1173.       stack_after=[pylist],
  1174.       proto=0,
  1175.       doc="""Build a list out of the topmost stack slice, after markobject.
  1176.  
  1177.       All the stack entries following the topmost markobject are placed into
  1178.       a single Python list, which single list object replaces all of the
  1179.       stack from the topmost markobject onward.  For example,
  1180.  
  1181.       Stack before: ... markobject 1 2 3 'abc'
  1182.       Stack after:  ... [1, 2, 3, 'abc']
  1183.       """),
  1184.  
  1185.     # Ways to build tuples.
  1186.  
  1187.     I(name='EMPTY_TUPLE',
  1188.       code=')',
  1189.       arg=None,
  1190.       stack_before=[],
  1191.       stack_after=[pytuple],
  1192.       proto=1,
  1193.       doc="Push an empty tuple."),
  1194.  
  1195.     I(name='TUPLE',
  1196.       code='t',
  1197.       arg=None,
  1198.       stack_before=[markobject, stackslice],
  1199.       stack_after=[pytuple],
  1200.       proto=0,
  1201.       doc="""Build a tuple out of the topmost stack slice, after markobject.
  1202.  
  1203.       All the stack entries following the topmost markobject are placed into
  1204.       a single Python tuple, which single tuple object replaces all of the
  1205.       stack from the topmost markobject onward.  For example,
  1206.  
  1207.       Stack before: ... markobject 1 2 3 'abc'
  1208.       Stack after:  ... (1, 2, 3, 'abc')
  1209.       """),
  1210.  
  1211.     I(name='TUPLE1',
  1212.       code='\x85',
  1213.       arg=None,
  1214.       stack_before=[anyobject],
  1215.       stack_after=[pytuple],
  1216.       proto=2,
  1217.       doc="""One-tuple.
  1218.  
  1219.       This code pops one value off the stack and pushes a tuple of
  1220.       length 1 whose one item is that value back onto it.  IOW:
  1221.  
  1222.           stack[-1] = tuple(stack[-1:])
  1223.       """),
  1224.  
  1225.     I(name='TUPLE2',
  1226.       code='\x86',
  1227.       arg=None,
  1228.       stack_before=[anyobject, anyobject],
  1229.       stack_after=[pytuple],
  1230.       proto=2,
  1231.       doc="""One-tuple.
  1232.  
  1233.       This code pops two values off the stack and pushes a tuple
  1234.       of length 2 whose items are those values back onto it.  IOW:
  1235.  
  1236.           stack[-2:] = [tuple(stack[-2:])]
  1237.       """),
  1238.  
  1239.     I(name='TUPLE3',
  1240.       code='\x87',
  1241.       arg=None,
  1242.       stack_before=[anyobject, anyobject, anyobject],
  1243.       stack_after=[pytuple],
  1244.       proto=2,
  1245.       doc="""One-tuple.
  1246.  
  1247.       This code pops three values off the stack and pushes a tuple
  1248.       of length 3 whose items are those values back onto it.  IOW:
  1249.  
  1250.           stack[-3:] = [tuple(stack[-3:])]
  1251.       """),
  1252.  
  1253.     # Ways to build dicts.
  1254.  
  1255.     I(name='EMPTY_DICT',
  1256.       code='}',
  1257.       arg=None,
  1258.       stack_before=[],
  1259.       stack_after=[pydict],
  1260.       proto=1,
  1261.       doc="Push an empty dict."),
  1262.  
  1263.     I(name='DICT',
  1264.       code='d',
  1265.       arg=None,
  1266.       stack_before=[markobject, stackslice],
  1267.       stack_after=[pydict],
  1268.       proto=0,
  1269.       doc="""Build a dict out of the topmost stack slice, after markobject.
  1270.  
  1271.       All the stack entries following the topmost markobject are placed into
  1272.       a single Python dict, which single dict object replaces all of the
  1273.       stack from the topmost markobject onward.  The stack slice alternates
  1274.       key, value, key, value, ....  For example,
  1275.  
  1276.       Stack before: ... markobject 1 2 3 'abc'
  1277.       Stack after:  ... {1: 2, 3: 'abc'}
  1278.       """),
  1279.  
  1280.     I(name='SETITEM',
  1281.       code='s',
  1282.       arg=None,
  1283.       stack_before=[pydict, anyobject, anyobject],
  1284.       stack_after=[pydict],
  1285.       proto=0,
  1286.       doc="""Add a key+value pair to an existing dict.
  1287.  
  1288.       Stack before:  ... pydict key value
  1289.       Stack after:   ... pydict
  1290.  
  1291.       where pydict has been modified via pydict[key] = value.
  1292.       """),
  1293.  
  1294.     I(name='SETITEMS',
  1295.       code='u',
  1296.       arg=None,
  1297.       stack_before=[pydict, markobject, stackslice],
  1298.       stack_after=[pydict],
  1299.       proto=1,
  1300.       doc="""Add an arbitrary number of key+value pairs to an existing dict.
  1301.  
  1302.       The slice of the stack following the topmost markobject is taken as
  1303.       an alternating sequence of keys and values, added to the dict
  1304.       immediately under the topmost markobject.  Everything at and after the
  1305.       topmost markobject is popped, leaving the mutated dict at the top
  1306.       of the stack.
  1307.  
  1308.       Stack before:  ... pydict markobject key_1 value_1 ... key_n value_n
  1309.       Stack after:   ... pydict
  1310.  
  1311.       where pydict has been modified via pydict[key_i] = value_i for i in
  1312.       1, 2, ..., n, and in that order.
  1313.       """),
  1314.  
  1315.     # Stack manipulation.
  1316.  
  1317.     I(name='POP',
  1318.       code='0',
  1319.       arg=None,
  1320.       stack_before=[anyobject],
  1321.       stack_after=[],
  1322.       proto=0,
  1323.       doc="Discard the top stack item, shrinking the stack by one item."),
  1324.  
  1325.     I(name='DUP',
  1326.       code='2',
  1327.       arg=None,
  1328.       stack_before=[anyobject],
  1329.       stack_after=[anyobject, anyobject],
  1330.       proto=0,
  1331.       doc="Push the top stack item onto the stack again, duplicating it."),
  1332.  
  1333.     I(name='MARK',
  1334.       code='(',
  1335.       arg=None,
  1336.       stack_before=[],
  1337.       stack_after=[markobject],
  1338.       proto=0,
  1339.       doc="""Push markobject onto the stack.
  1340.  
  1341.       markobject is a unique object, used by other opcodes to identify a
  1342.       region of the stack containing a variable number of objects for them
  1343.       to work on.  See markobject.doc for more detail.
  1344.       """),
  1345.  
  1346.     I(name='POP_MARK',
  1347.       code='1',
  1348.       arg=None,
  1349.       stack_before=[markobject, stackslice],
  1350.       stack_after=[],
  1351.       proto=1,
  1352.       doc="""Pop all the stack objects at and above the topmost markobject.
  1353.  
  1354.       When an opcode using a variable number of stack objects is done,
  1355.       POP_MARK is used to remove those objects, and to remove the markobject
  1356.       that delimited their starting position on the stack.
  1357.       """),
  1358.  
  1359.     # Memo manipulation.  There are really only two operations (get and put),
  1360.     # each in all-text, "short binary", and "long binary" flavors.
  1361.  
  1362.     I(name='GET',
  1363.       code='g',
  1364.       arg=decimalnl_short,
  1365.       stack_before=[],
  1366.       stack_after=[anyobject],
  1367.       proto=0,
  1368.       doc="""Read an object from the memo and push it on the stack.
  1369.  
  1370.       The index of the memo object to push is given by the newline-teriminated
  1371.       decimal string following.  BINGET and LONG_BINGET are space-optimized
  1372.       versions.
  1373.       """),
  1374.  
  1375.     I(name='BINGET',
  1376.       code='h',
  1377.       arg=uint1,
  1378.       stack_before=[],
  1379.       stack_after=[anyobject],
  1380.       proto=1,
  1381.       doc="""Read an object from the memo and push it on the stack.
  1382.  
  1383.       The index of the memo object to push is given by the 1-byte unsigned
  1384.       integer following.
  1385.       """),
  1386.  
  1387.     I(name='LONG_BINGET',
  1388.       code='j',
  1389.       arg=int4,
  1390.       stack_before=[],
  1391.       stack_after=[anyobject],
  1392.       proto=1,
  1393.       doc="""Read an object from the memo and push it on the stack.
  1394.  
  1395.       The index of the memo object to push is given by the 4-byte signed
  1396.       little-endian integer following.
  1397.       """),
  1398.  
  1399.     I(name='PUT',
  1400.       code='p',
  1401.       arg=decimalnl_short,
  1402.       stack_before=[],
  1403.       stack_after=[],
  1404.       proto=0,
  1405.       doc="""Store the stack top into the memo.  The stack is not popped.
  1406.  
  1407.       The index of the memo location to write into is given by the newline-
  1408.       terminated decimal string following.  BINPUT and LONG_BINPUT are
  1409.       space-optimized versions.
  1410.       """),
  1411.  
  1412.     I(name='BINPUT',
  1413.       code='q',
  1414.       arg=uint1,
  1415.       stack_before=[],
  1416.       stack_after=[],
  1417.       proto=1,
  1418.       doc="""Store the stack top into the memo.  The stack is not popped.
  1419.  
  1420.       The index of the memo location to write into is given by the 1-byte
  1421.       unsigned integer following.
  1422.       """),
  1423.  
  1424.     I(name='LONG_BINPUT',
  1425.       code='r',
  1426.       arg=int4,
  1427.       stack_before=[],
  1428.       stack_after=[],
  1429.       proto=1,
  1430.       doc="""Store the stack top into the memo.  The stack is not popped.
  1431.  
  1432.       The index of the memo location to write into is given by the 4-byte
  1433.       signed little-endian integer following.
  1434.       """),
  1435.  
  1436.     # Access the extension registry (predefined objects).  Akin to the GET
  1437.     # family.
  1438.  
  1439.     I(name='EXT1',
  1440.       code='\x82',
  1441.       arg=uint1,
  1442.       stack_before=[],
  1443.       stack_after=[anyobject],
  1444.       proto=2,
  1445.       doc="""Extension code.
  1446.  
  1447.       This code and the similar EXT2 and EXT4 allow using a registry
  1448.       of popular objects that are pickled by name, typically classes.
  1449.       It is envisioned that through a global negotiation and
  1450.       registration process, third parties can set up a mapping between
  1451.       ints and object names.
  1452.  
  1453.       In order to guarantee pickle interchangeability, the extension
  1454.       code registry ought to be global, although a range of codes may
  1455.       be reserved for private use.
  1456.  
  1457.       EXT1 has a 1-byte integer argument.  This is used to index into the
  1458.       extension registry, and the object at that index is pushed on the stack.
  1459.       """),
  1460.  
  1461.     I(name='EXT2',
  1462.       code='\x83',
  1463.       arg=uint2,
  1464.       stack_before=[],
  1465.       stack_after=[anyobject],
  1466.       proto=2,
  1467.       doc="""Extension code.
  1468.  
  1469.       See EXT1.  EXT2 has a two-byte integer argument.
  1470.       """),
  1471.  
  1472.     I(name='EXT4',
  1473.       code='\x84',
  1474.       arg=int4,
  1475.       stack_before=[],
  1476.       stack_after=[anyobject],
  1477.       proto=2,
  1478.       doc="""Extension code.
  1479.  
  1480.       See EXT1.  EXT4 has a four-byte integer argument.
  1481.       """),
  1482.  
  1483.     # Push a class object, or module function, on the stack, via its module
  1484.     # and name.
  1485.  
  1486.     I(name='GLOBAL',
  1487.       code='c',
  1488.       arg=stringnl_noescape_pair,
  1489.       stack_before=[],
  1490.       stack_after=[anyobject],
  1491.       proto=0,
  1492.       doc="""Push a global object (module.attr) on the stack.
  1493.  
  1494.       Two newline-terminated strings follow the GLOBAL opcode.  The first is
  1495.       taken as a module name, and the second as a class name.  The class
  1496.       object module.class is pushed on the stack.  More accurately, the
  1497.       object returned by self.find_class(module, class) is pushed on the
  1498.       stack, so unpickling subclasses can override this form of lookup.
  1499.       """),
  1500.  
  1501.     # Ways to build objects of classes pickle doesn't know about directly
  1502.     # (user-defined classes).  I despair of documenting this accurately
  1503.     # and comprehensibly -- you really have to read the pickle code to
  1504.     # find all the special cases.
  1505.  
  1506.     I(name='REDUCE',
  1507.       code='R',
  1508.       arg=None,
  1509.       stack_before=[anyobject, anyobject],
  1510.       stack_after=[anyobject],
  1511.       proto=0,
  1512.       doc="""Push an object built from a callable and an argument tuple.
  1513.  
  1514.       The opcode is named to remind of the __reduce__() method.
  1515.  
  1516.       Stack before: ... callable pytuple
  1517.       Stack after:  ... callable(*pytuple)
  1518.  
  1519.       The callable and the argument tuple are the first two items returned
  1520.       by a __reduce__ method.  Applying the callable to the argtuple is
  1521.       supposed to reproduce the original object, or at least get it started.
  1522.       If the __reduce__ method returns a 3-tuple, the last component is an
  1523.       argument to be passed to the object's __setstate__, and then the REDUCE
  1524.       opcode is followed by code to create setstate's argument, and then a
  1525.       BUILD opcode to apply  __setstate__ to that argument.
  1526.  
  1527.       If type(callable) is not ClassType, REDUCE complains unless the
  1528.       callable has been registered with the copy_reg module's
  1529.       safe_constructors dict, or the callable has a magic
  1530.       '__safe_for_unpickling__' attribute with a true value.  I'm not sure
  1531.       why it does this, but I've sure seen this complaint often enough when
  1532.       I didn't want to <wink>.
  1533.       """),
  1534.  
  1535.     I(name='BUILD',
  1536.       code='b',
  1537.       arg=None,
  1538.       stack_before=[anyobject, anyobject],
  1539.       stack_after=[anyobject],
  1540.       proto=0,
  1541.       doc="""Finish building an object, via __setstate__ or dict update.
  1542.  
  1543.       Stack before: ... anyobject argument
  1544.       Stack after:  ... anyobject
  1545.  
  1546.       where anyobject may have been mutated, as follows:
  1547.  
  1548.       If the object has a __setstate__ method,
  1549.  
  1550.           anyobject.__setstate__(argument)
  1551.  
  1552.       is called.
  1553.  
  1554.       Else the argument must be a dict, the object must have a __dict__, and
  1555.       the object is updated via
  1556.  
  1557.           anyobject.__dict__.update(argument)
  1558.  
  1559.       This may raise RuntimeError in restricted execution mode (which
  1560.       disallows access to __dict__ directly); in that case, the object
  1561.       is updated instead via
  1562.  
  1563.           for k, v in argument.items():
  1564.               anyobject[k] = v
  1565.       """),
  1566.  
  1567.     I(name='INST',
  1568.       code='i',
  1569.       arg=stringnl_noescape_pair,
  1570.       stack_before=[markobject, stackslice],
  1571.       stack_after=[anyobject],
  1572.       proto=0,
  1573.       doc="""Build a class instance.
  1574.  
  1575.       This is the protocol 0 version of protocol 1's OBJ opcode.
  1576.       INST is followed by two newline-terminated strings, giving a
  1577.       module and class name, just as for the GLOBAL opcode (and see
  1578.       GLOBAL for more details about that).  self.find_class(module, name)
  1579.       is used to get a class object.
  1580.  
  1581.       In addition, all the objects on the stack following the topmost
  1582.       markobject are gathered into a tuple and popped (along with the
  1583.       topmost markobject), just as for the TUPLE opcode.
  1584.  
  1585.       Now it gets complicated.  If all of these are true:
  1586.  
  1587.         + The argtuple is empty (markobject was at the top of the stack
  1588.           at the start).
  1589.  
  1590.         + It's an old-style class object (the type of the class object is
  1591.           ClassType).
  1592.  
  1593.         + The class object does not have a __getinitargs__ attribute.
  1594.  
  1595.       then we want to create an old-style class instance without invoking
  1596.       its __init__() method (pickle has waffled on this over the years; not
  1597.       calling __init__() is current wisdom).  In this case, an instance of
  1598.       an old-style dummy class is created, and then we try to rebind its
  1599.       __class__ attribute to the desired class object.  If this succeeds,
  1600.       the new instance object is pushed on the stack, and we're done.  In
  1601.       restricted execution mode it can fail (assignment to __class__ is
  1602.       disallowed), and I'm not really sure what happens then -- it looks
  1603.       like the code ends up calling the class object's __init__ anyway,
  1604.       via falling into the next case.
  1605.  
  1606.       Else (the argtuple is not empty, it's not an old-style class object,
  1607.       or the class object does have a __getinitargs__ attribute), the code
  1608.       first insists that the class object have a __safe_for_unpickling__
  1609.       attribute.  Unlike as for the __safe_for_unpickling__ check in REDUCE,
  1610.       it doesn't matter whether this attribute has a true or false value, it
  1611.       only matters whether it exists (XXX this is a bug; cPickle
  1612.       requires the attribute to be true).  If __safe_for_unpickling__
  1613.       doesn't exist, UnpicklingError is raised.
  1614.  
  1615.       Else (the class object does have a __safe_for_unpickling__ attr),
  1616.       the class object obtained from INST's arguments is applied to the
  1617.       argtuple obtained from the stack, and the resulting instance object
  1618.       is pushed on the stack.
  1619.  
  1620.       NOTE:  checks for __safe_for_unpickling__ went away in Python 2.3.
  1621.       """),
  1622.  
  1623.     I(name='OBJ',
  1624.       code='o',
  1625.       arg=None,
  1626.       stack_before=[markobject, anyobject, stackslice],
  1627.       stack_after=[anyobject],
  1628.       proto=1,
  1629.       doc="""Build a class instance.
  1630.  
  1631.       This is the protocol 1 version of protocol 0's INST opcode, and is
  1632.       very much like it.  The major difference is that the class object
  1633.       is taken off the stack, allowing it to be retrieved from the memo
  1634.       repeatedly if several instances of the same class are created.  This
  1635.       can be much more efficient (in both time and space) than repeatedly
  1636.       embedding the module and class names in INST opcodes.
  1637.  
  1638.       Unlike INST, OBJ takes no arguments from the opcode stream.  Instead
  1639.       the class object is taken off the stack, immediately above the
  1640.       topmost markobject:
  1641.  
  1642.       Stack before: ... markobject classobject stackslice
  1643.       Stack after:  ... new_instance_object
  1644.  
  1645.       As for INST, the remainder of the stack above the markobject is
  1646.       gathered into an argument tuple, and then the logic seems identical,
  1647.       except that no __safe_for_unpickling__ check is done (XXX this is
  1648.       a bug; cPickle does test __safe_for_unpickling__).  See INST for
  1649.       the gory details.
  1650.  
  1651.       NOTE:  In Python 2.3, INST and OBJ are identical except for how they
  1652.       get the class object.  That was always the intent; the implementations
  1653.       had diverged for accidental reasons.
  1654.       """),
  1655.  
  1656.     I(name='NEWOBJ',
  1657.       code='\x81',
  1658.       arg=None,
  1659.       stack_before=[anyobject, anyobject],
  1660.       stack_after=[anyobject],
  1661.       proto=2,
  1662.       doc="""Build an object instance.
  1663.  
  1664.       The stack before should be thought of as containing a class
  1665.       object followed by an argument tuple (the tuple being the stack
  1666.       top).  Call these cls and args.  They are popped off the stack,
  1667.       and the value returned by cls.__new__(cls, *args) is pushed back
  1668.       onto the stack.
  1669.       """),
  1670.  
  1671.     # Machine control.
  1672.  
  1673.     I(name='PROTO',
  1674.       code='\x80',
  1675.       arg=uint1,
  1676.       stack_before=[],
  1677.       stack_after=[],
  1678.       proto=2,
  1679.       doc="""Protocol version indicator.
  1680.  
  1681.       For protocol 2 and above, a pickle must start with this opcode.
  1682.       The argument is the protocol version, an int in range(2, 256).
  1683.       """),
  1684.  
  1685.     I(name='STOP',
  1686.       code='.',
  1687.       arg=None,
  1688.       stack_before=[anyobject],
  1689.       stack_after=[],
  1690.       proto=0,
  1691.       doc="""Stop the unpickling machine.
  1692.  
  1693.       Every pickle ends with this opcode.  The object at the top of the stack
  1694.       is popped, and that's the result of unpickling.  The stack should be
  1695.       empty then.
  1696.       """),
  1697.  
  1698.     # Ways to deal with persistent IDs.
  1699.  
  1700.     I(name='PERSID',
  1701.       code='P',
  1702.       arg=stringnl_noescape,
  1703.       stack_before=[],
  1704.       stack_after=[anyobject],
  1705.       proto=0,
  1706.       doc="""Push an object identified by a persistent ID.
  1707.  
  1708.       The pickle module doesn't define what a persistent ID means.  PERSID's
  1709.       argument is a newline-terminated str-style (no embedded escapes, no
  1710.       bracketing quote characters) string, which *is* "the persistent ID".
  1711.       The unpickler passes this string to self.persistent_load().  Whatever
  1712.       object that returns is pushed on the stack.  There is no implementation
  1713.       of persistent_load() in Python's unpickler:  it must be supplied by an
  1714.       unpickler subclass.
  1715.       """),
  1716.  
  1717.     I(name='BINPERSID',
  1718.       code='Q',
  1719.       arg=None,
  1720.       stack_before=[anyobject],
  1721.       stack_after=[anyobject],
  1722.       proto=1,
  1723.       doc="""Push an object identified by a persistent ID.
  1724.  
  1725.       Like PERSID, except the persistent ID is popped off the stack (instead
  1726.       of being a string embedded in the opcode bytestream).  The persistent
  1727.       ID is passed to self.persistent_load(), and whatever object that
  1728.       returns is pushed on the stack.  See PERSID for more detail.
  1729.       """),
  1730. ]
  1731. del I
  1732.  
  1733. # Verify uniqueness of .name and .code members.
  1734. name2i = {}
  1735. code2i = {}
  1736.  
  1737. for i, d in enumerate(opcodes):
  1738.     if d.name in name2i:
  1739.         raise ValueError("repeated name %r at indices %d and %d" %
  1740.                          (d.name, name2i[d.name], i))
  1741.     if d.code in code2i:
  1742.         raise ValueError("repeated code %r at indices %d and %d" %
  1743.                          (d.code, code2i[d.code], i))
  1744.  
  1745.     name2i[d.name] = i
  1746.     code2i[d.code] = i
  1747.  
  1748. del name2i, code2i, i, d
  1749.  
  1750. ##############################################################################
  1751. # Build a code2op dict, mapping opcode characters to OpcodeInfo records.
  1752. # Also ensure we've got the same stuff as pickle.py, although the
  1753. # introspection here is dicey.
  1754.  
  1755. code2op = {}
  1756. for d in opcodes:
  1757.     code2op[d.code] = d
  1758. del d
  1759.  
  1760. def assure_pickle_consistency(verbose=False):
  1761.     import pickle, re
  1762.  
  1763.     copy = code2op.copy()
  1764.     for name in pickle.__all__:
  1765.         if not re.match("[A-Z][A-Z0-9_]+$", name):
  1766.             if verbose:
  1767.                 print "skipping %r: it doesn't look like an opcode name" % name
  1768.             continue
  1769.         picklecode = getattr(pickle, name)
  1770.         if not isinstance(picklecode, str) or len(picklecode) != 1:
  1771.             if verbose:
  1772.                 print ("skipping %r: value %r doesn't look like a pickle "
  1773.                        "code" % (name, picklecode))
  1774.             continue
  1775.         if picklecode in copy:
  1776.             if verbose:
  1777.                 print "checking name %r w/ code %r for consistency" % (
  1778.                       name, picklecode)
  1779.             d = copy[picklecode]
  1780.             if d.name != name:
  1781.                 raise ValueError("for pickle code %r, pickle.py uses name %r "
  1782.                                  "but we're using name %r" % (picklecode,
  1783.                                                               name,
  1784.                                                               d.name))
  1785.             # Forget this one.  Any left over in copy at the end are a problem
  1786.             # of a different kind.
  1787.             del copy[picklecode]
  1788.         else:
  1789.             raise ValueError("pickle.py appears to have a pickle opcode with "
  1790.                              "name %r and code %r, but we don't" %
  1791.                              (name, picklecode))
  1792.     if copy:
  1793.         msg = ["we appear to have pickle opcodes that pickle.py doesn't have:"]
  1794.         for code, d in copy.items():
  1795.             msg.append("    name %r with code %r" % (d.name, code))
  1796.         raise ValueError("\n".join(msg))
  1797.  
  1798. assure_pickle_consistency()
  1799. del assure_pickle_consistency
  1800.  
  1801. ##############################################################################
  1802. # A pickle opcode generator.
  1803.  
  1804. def genops(pickle):
  1805.     """Generate all the opcodes in a pickle.
  1806.  
  1807.     'pickle' is a file-like object, or string, containing the pickle.
  1808.  
  1809.     Each opcode in the pickle is generated, from the current pickle position,
  1810.     stopping after a STOP opcode is delivered.  A triple is generated for
  1811.     each opcode:
  1812.  
  1813.         opcode, arg, pos
  1814.  
  1815.     opcode is an OpcodeInfo record, describing the current opcode.
  1816.  
  1817.     If the opcode has an argument embedded in the pickle, arg is its decoded
  1818.     value, as a Python object.  If the opcode doesn't have an argument, arg
  1819.     is None.
  1820.  
  1821.     If the pickle has a tell() method, pos was the value of pickle.tell()
  1822.     before reading the current opcode.  If the pickle is a string object,
  1823.     it's wrapped in a StringIO object, and the latter's tell() result is
  1824.     used.  Else (the pickle doesn't have a tell(), and it's not obvious how
  1825.     to query its current position) pos is None.
  1826.     """
  1827.  
  1828.     import cStringIO as StringIO
  1829.  
  1830.     if isinstance(pickle, str):
  1831.         pickle = StringIO.StringIO(pickle)
  1832.  
  1833.     if hasattr(pickle, "tell"):
  1834.         getpos = pickle.tell
  1835.     else:
  1836.         getpos = lambda: None
  1837.  
  1838.     while True:
  1839.         pos = getpos()
  1840.         code = pickle.read(1)
  1841.         opcode = code2op.get(code)
  1842.         if opcode is None:
  1843.             if code == "":
  1844.                 raise ValueError("pickle exhausted before seeing STOP")
  1845.             else:
  1846.                 raise ValueError("at position %s, opcode %r unknown" % (
  1847.                                  pos is None and "<unknown>" or pos,
  1848.                                  code))
  1849.         if opcode.arg is None:
  1850.             arg = None
  1851.         else:
  1852.             arg = opcode.arg.reader(pickle)
  1853.         yield opcode, arg, pos
  1854.         if code == '.':
  1855.             assert opcode.name == 'STOP'
  1856.             break
  1857.  
  1858. ##############################################################################
  1859. # A pickle optimizer.
  1860.  
  1861. def optimize(p):
  1862.     'Optimize a pickle string by removing unused PUT opcodes'
  1863.     gets = set()            # set of args used by a GET opcode
  1864.     puts = []               # (arg, startpos, stoppos) for the PUT opcodes
  1865.     prevpos = None          # set to pos if previous opcode was a PUT
  1866.     for opcode, arg, pos in genops(p):
  1867.         if prevpos is not None:
  1868.             puts.append((prevarg, prevpos, pos))
  1869.             prevpos = None
  1870.         if 'PUT' in opcode.name:
  1871.             prevarg, prevpos = arg, pos
  1872.         elif 'GET' in opcode.name:
  1873.             gets.add(arg)
  1874.  
  1875.     # Copy the pickle string except for PUTS without a corresponding GET
  1876.     s = []
  1877.     i = 0
  1878.     for arg, start, stop in puts:
  1879.         j = stop if (arg in gets) else start
  1880.         s.append(p[i:j])
  1881.         i = stop
  1882.     s.append(p[i:])
  1883.     return ''.join(s)
  1884.  
  1885. ##############################################################################
  1886. # A symbolic pickle disassembler.
  1887.  
  1888. def dis(pickle, out=None, memo=None, indentlevel=4):
  1889.     """Produce a symbolic disassembly of a pickle.
  1890.  
  1891.     'pickle' is a file-like object, or string, containing a (at least one)
  1892.     pickle.  The pickle is disassembled from the current position, through
  1893.     the first STOP opcode encountered.
  1894.  
  1895.     Optional arg 'out' is a file-like object to which the disassembly is
  1896.     printed.  It defaults to sys.stdout.
  1897.  
  1898.     Optional arg 'memo' is a Python dict, used as the pickle's memo.  It
  1899.     may be mutated by dis(), if the pickle contains PUT or BINPUT opcodes.
  1900.     Passing the same memo object to another dis() call then allows disassembly
  1901.     to proceed across multiple pickles that were all created by the same
  1902.     pickler with the same memo.  Ordinarily you don't need to worry about this.
  1903.  
  1904.     Optional arg indentlevel is the number of blanks by which to indent
  1905.     a new MARK level.  It defaults to 4.
  1906.  
  1907.     In addition to printing the disassembly, some sanity checks are made:
  1908.  
  1909.     + All embedded opcode arguments "make sense".
  1910.  
  1911.     + Explicit and implicit pop operations have enough items on the stack.
  1912.  
  1913.     + When an opcode implicitly refers to a markobject, a markobject is
  1914.       actually on the stack.
  1915.  
  1916.     + A memo entry isn't referenced before it's defined.
  1917.  
  1918.     + The markobject isn't stored in the memo.
  1919.  
  1920.     + A memo entry isn't redefined.
  1921.     """
  1922.  
  1923.     # Most of the hair here is for sanity checks, but most of it is needed
  1924.     # anyway to detect when a protocol 0 POP takes a MARK off the stack
  1925.     # (which in turn is needed to indent MARK blocks correctly).
  1926.  
  1927.     stack = []          # crude emulation of unpickler stack
  1928.     if memo is None:
  1929.         memo = {}       # crude emulation of unpicker memo
  1930.     maxproto = -1       # max protocol number seen
  1931.     markstack = []      # bytecode positions of MARK opcodes
  1932.     indentchunk = ' ' * indentlevel
  1933.     errormsg = None
  1934.     for opcode, arg, pos in genops(pickle):
  1935.         if pos is not None:
  1936.             print >> out, "%5d:" % pos,
  1937.  
  1938.         line = "%-4s %s%s" % (repr(opcode.code)[1:-1],
  1939.                               indentchunk * len(markstack),
  1940.                               opcode.name)
  1941.  
  1942.         maxproto = max(maxproto, opcode.proto)
  1943.         before = opcode.stack_before    # don't mutate
  1944.         after = opcode.stack_after      # don't mutate
  1945.         numtopop = len(before)
  1946.  
  1947.         # See whether a MARK should be popped.
  1948.         markmsg = None
  1949.         if markobject in before or (opcode.name == "POP" and
  1950.                                     stack and
  1951.                                     stack[-1] is markobject):
  1952.             assert markobject not in after
  1953.             if __debug__:
  1954.                 if markobject in before:
  1955.                     assert before[-1] is stackslice
  1956.             if markstack:
  1957.                 markpos = markstack.pop()
  1958.                 if markpos is None:
  1959.                     markmsg = "(MARK at unknown opcode offset)"
  1960.                 else:
  1961.                     markmsg = "(MARK at %d)" % markpos
  1962.                 # Pop everything at and after the topmost markobject.
  1963.                 while stack[-1] is not markobject:
  1964.                     stack.pop()
  1965.                 stack.pop()
  1966.                 # Stop later code from popping too much.
  1967.                 try:
  1968.                     numtopop = before.index(markobject)
  1969.                 except ValueError:
  1970.                     assert opcode.name == "POP"
  1971.                     numtopop = 0
  1972.             else:
  1973.                 errormsg = markmsg = "no MARK exists on stack"
  1974.  
  1975.         # Check for correct memo usage.
  1976.         if opcode.name in ("PUT", "BINPUT", "LONG_BINPUT"):
  1977.             assert arg is not None
  1978.             if arg in memo:
  1979.                 errormsg = "memo key %r already defined" % arg
  1980.             elif not stack:
  1981.                 errormsg = "stack is empty -- can't store into memo"
  1982.             elif stack[-1] is markobject:
  1983.                 errormsg = "can't store markobject in the memo"
  1984.             else:
  1985.                 memo[arg] = stack[-1]
  1986.  
  1987.         elif opcode.name in ("GET", "BINGET", "LONG_BINGET"):
  1988.             if arg in memo:
  1989.                 assert len(after) == 1
  1990.                 after = [memo[arg]]     # for better stack emulation
  1991.             else:
  1992.                 errormsg = "memo key %r has never been stored into" % arg
  1993.  
  1994.         if arg is not None or markmsg:
  1995.             # make a mild effort to align arguments
  1996.             line += ' ' * (10 - len(opcode.name))
  1997.             if arg is not None:
  1998.                 line += ' ' + repr(arg)
  1999.             if markmsg:
  2000.                 line += ' ' + markmsg
  2001.         print >> out, line
  2002.  
  2003.         if errormsg:
  2004.             # Note that we delayed complaining until the offending opcode
  2005.             # was printed.
  2006.             raise ValueError(errormsg)
  2007.  
  2008.         # Emulate the stack effects.
  2009.         if len(stack) < numtopop:
  2010.             raise ValueError("tries to pop %d items from stack with "
  2011.                              "only %d items" % (numtopop, len(stack)))
  2012.         if numtopop:
  2013.             del stack[-numtopop:]
  2014.         if markobject in after:
  2015.             assert markobject not in before
  2016.             markstack.append(pos)
  2017.  
  2018.         stack.extend(after)
  2019.  
  2020.     print >> out, "highest protocol among opcodes =", maxproto
  2021.     if stack:
  2022.         raise ValueError("stack not empty after STOP: %r" % stack)
  2023.  
  2024. # For use in the doctest, simply as an example of a class to pickle.
  2025. class _Example:
  2026.     def __init__(self, value):
  2027.         self.value = value
  2028.  
  2029. _dis_test = r"""
  2030. >>> import pickle
  2031. >>> x = [1, 2, (3, 4), {'abc': u"def"}]
  2032. >>> pkl = pickle.dumps(x, 0)
  2033. >>> dis(pkl)
  2034.     0: (    MARK
  2035.     1: l        LIST       (MARK at 0)
  2036.     2: p    PUT        0
  2037.     5: I    INT        1
  2038.     8: a    APPEND
  2039.     9: I    INT        2
  2040.    12: a    APPEND
  2041.    13: (    MARK
  2042.    14: I        INT        3
  2043.    17: I        INT        4
  2044.    20: t        TUPLE      (MARK at 13)
  2045.    21: p    PUT        1
  2046.    24: a    APPEND
  2047.    25: (    MARK
  2048.    26: d        DICT       (MARK at 25)
  2049.    27: p    PUT        2
  2050.    30: S    STRING     'abc'
  2051.    37: p    PUT        3
  2052.    40: V    UNICODE    u'def'
  2053.    45: p    PUT        4
  2054.    48: s    SETITEM
  2055.    49: a    APPEND
  2056.    50: .    STOP
  2057. highest protocol among opcodes = 0
  2058.  
  2059. Try again with a "binary" pickle.
  2060.  
  2061. >>> pkl = pickle.dumps(x, 1)
  2062. >>> dis(pkl)
  2063.     0: ]    EMPTY_LIST
  2064.     1: q    BINPUT     0
  2065.     3: (    MARK
  2066.     4: K        BININT1    1
  2067.     6: K        BININT1    2
  2068.     8: (        MARK
  2069.     9: K            BININT1    3
  2070.    11: K            BININT1    4
  2071.    13: t            TUPLE      (MARK at 8)
  2072.    14: q        BINPUT     1
  2073.    16: }        EMPTY_DICT
  2074.    17: q        BINPUT     2
  2075.    19: U        SHORT_BINSTRING 'abc'
  2076.    24: q        BINPUT     3
  2077.    26: X        BINUNICODE u'def'
  2078.    34: q        BINPUT     4
  2079.    36: s        SETITEM
  2080.    37: e        APPENDS    (MARK at 3)
  2081.    38: .    STOP
  2082. highest protocol among opcodes = 1
  2083.  
  2084. Exercise the INST/OBJ/BUILD family.
  2085.  
  2086. >>> import pickletools
  2087. >>> dis(pickle.dumps(pickletools.dis, 0))
  2088.     0: c    GLOBAL     'pickletools dis'
  2089.    17: p    PUT        0
  2090.    20: .    STOP
  2091. highest protocol among opcodes = 0
  2092.  
  2093. >>> from pickletools import _Example
  2094. >>> x = [_Example(42)] * 2
  2095. >>> dis(pickle.dumps(x, 0))
  2096.     0: (    MARK
  2097.     1: l        LIST       (MARK at 0)
  2098.     2: p    PUT        0
  2099.     5: (    MARK
  2100.     6: i        INST       'pickletools _Example' (MARK at 5)
  2101.    28: p    PUT        1
  2102.    31: (    MARK
  2103.    32: d        DICT       (MARK at 31)
  2104.    33: p    PUT        2
  2105.    36: S    STRING     'value'
  2106.    45: p    PUT        3
  2107.    48: I    INT        42
  2108.    52: s    SETITEM
  2109.    53: b    BUILD
  2110.    54: a    APPEND
  2111.    55: g    GET        1
  2112.    58: a    APPEND
  2113.    59: .    STOP
  2114. highest protocol among opcodes = 0
  2115.  
  2116. >>> dis(pickle.dumps(x, 1))
  2117.     0: ]    EMPTY_LIST
  2118.     1: q    BINPUT     0
  2119.     3: (    MARK
  2120.     4: (        MARK
  2121.     5: c            GLOBAL     'pickletools _Example'
  2122.    27: q            BINPUT     1
  2123.    29: o            OBJ        (MARK at 4)
  2124.    30: q        BINPUT     2
  2125.    32: }        EMPTY_DICT
  2126.    33: q        BINPUT     3
  2127.    35: U        SHORT_BINSTRING 'value'
  2128.    42: q        BINPUT     4
  2129.    44: K        BININT1    42
  2130.    46: s        SETITEM
  2131.    47: b        BUILD
  2132.    48: h        BINGET     2
  2133.    50: e        APPENDS    (MARK at 3)
  2134.    51: .    STOP
  2135. highest protocol among opcodes = 1
  2136.  
  2137. Try "the canonical" recursive-object test.
  2138.  
  2139. >>> L = []
  2140. >>> T = L,
  2141. >>> L.append(T)
  2142. >>> L[0] is T
  2143. True
  2144. >>> T[0] is L
  2145. True
  2146. >>> L[0][0] is L
  2147. True
  2148. >>> T[0][0] is T
  2149. True
  2150. >>> dis(pickle.dumps(L, 0))
  2151.     0: (    MARK
  2152.     1: l        LIST       (MARK at 0)
  2153.     2: p    PUT        0
  2154.     5: (    MARK
  2155.     6: g        GET        0
  2156.     9: t        TUPLE      (MARK at 5)
  2157.    10: p    PUT        1
  2158.    13: a    APPEND
  2159.    14: .    STOP
  2160. highest protocol among opcodes = 0
  2161.  
  2162. >>> dis(pickle.dumps(L, 1))
  2163.     0: ]    EMPTY_LIST
  2164.     1: q    BINPUT     0
  2165.     3: (    MARK
  2166.     4: h        BINGET     0
  2167.     6: t        TUPLE      (MARK at 3)
  2168.     7: q    BINPUT     1
  2169.     9: a    APPEND
  2170.    10: .    STOP
  2171. highest protocol among opcodes = 1
  2172.  
  2173. Note that, in the protocol 0 pickle of the recursive tuple, the disassembler
  2174. has to emulate the stack in order to realize that the POP opcode at 16 gets
  2175. rid of the MARK at 0.
  2176.  
  2177. >>> dis(pickle.dumps(T, 0))
  2178.     0: (    MARK
  2179.     1: (        MARK
  2180.     2: l            LIST       (MARK at 1)
  2181.     3: p        PUT        0
  2182.     6: (        MARK
  2183.     7: g            GET        0
  2184.    10: t            TUPLE      (MARK at 6)
  2185.    11: p        PUT        1
  2186.    14: a        APPEND
  2187.    15: 0        POP
  2188.    16: 0        POP        (MARK at 0)
  2189.    17: g    GET        1
  2190.    20: .    STOP
  2191. highest protocol among opcodes = 0
  2192.  
  2193. >>> dis(pickle.dumps(T, 1))
  2194.     0: (    MARK
  2195.     1: ]        EMPTY_LIST
  2196.     2: q        BINPUT     0
  2197.     4: (        MARK
  2198.     5: h            BINGET     0
  2199.     7: t            TUPLE      (MARK at 4)
  2200.     8: q        BINPUT     1
  2201.    10: a        APPEND
  2202.    11: 1        POP_MARK   (MARK at 0)
  2203.    12: h    BINGET     1
  2204.    14: .    STOP
  2205. highest protocol among opcodes = 1
  2206.  
  2207. Try protocol 2.
  2208.  
  2209. >>> dis(pickle.dumps(L, 2))
  2210.     0: \x80 PROTO      2
  2211.     2: ]    EMPTY_LIST
  2212.     3: q    BINPUT     0
  2213.     5: h    BINGET     0
  2214.     7: \x85 TUPLE1
  2215.     8: q    BINPUT     1
  2216.    10: a    APPEND
  2217.    11: .    STOP
  2218. highest protocol among opcodes = 2
  2219.  
  2220. >>> dis(pickle.dumps(T, 2))
  2221.     0: \x80 PROTO      2
  2222.     2: ]    EMPTY_LIST
  2223.     3: q    BINPUT     0
  2224.     5: h    BINGET     0
  2225.     7: \x85 TUPLE1
  2226.     8: q    BINPUT     1
  2227.    10: a    APPEND
  2228.    11: 0    POP
  2229.    12: h    BINGET     1
  2230.    14: .    STOP
  2231. highest protocol among opcodes = 2
  2232. """
  2233.  
  2234. _memo_test = r"""
  2235. >>> import pickle
  2236. >>> from StringIO import StringIO
  2237. >>> f = StringIO()
  2238. >>> p = pickle.Pickler(f, 2)
  2239. >>> x = [1, 2, 3]
  2240. >>> p.dump(x)
  2241. >>> p.dump(x)
  2242. >>> f.seek(0)
  2243. >>> memo = {}
  2244. >>> dis(f, memo=memo)
  2245.     0: \x80 PROTO      2
  2246.     2: ]    EMPTY_LIST
  2247.     3: q    BINPUT     0
  2248.     5: (    MARK
  2249.     6: K        BININT1    1
  2250.     8: K        BININT1    2
  2251.    10: K        BININT1    3
  2252.    12: e        APPENDS    (MARK at 5)
  2253.    13: .    STOP
  2254. highest protocol among opcodes = 2
  2255. >>> dis(f, memo=memo)
  2256.    14: \x80 PROTO      2
  2257.    16: h    BINGET     0
  2258.    18: .    STOP
  2259. highest protocol among opcodes = 2
  2260. """
  2261.  
  2262. __test__ = {'disassembler_test': _dis_test,
  2263.             'disassembler_memo_test': _memo_test,
  2264.            }
  2265.  
  2266. def _test():
  2267.     import doctest
  2268.     return doctest.testmod()
  2269.  
  2270. if __name__ == "__main__":
  2271.     _test()
  2272.