Хитрый Питон

`LOAD_CONST` разделили на три опкода в 3.14

https://github.com/python/cpython/pull/125972

В Python 3.14 распилили один из самых популярных опкодов: LOAD_CONST. Он, как можно понять из названия, он загружал константы из frame->co_consts:


// 3.13:
pure inst(LOAD_CONST, (-- value)) {
    value = GETITEM(FRAME_CO_CONSTS, oparg);
    Py_INCREF(value);
}


>>> def func():
...     return 1

>>> func.__code__.co_consts
(None, 1)

Теперь LOAD_CONST разделен на:
- LOAD_SMALL_INT для интов в range(256)
- LOAD_CONST_IMMORTAL для загрузки бесмертных объектов (на 1 Py_INCREF меньше, см PyStackRef_FromPyObjectNew vs `PyStackRef_FromPyObjectImmortal`)
- LOAD_CONST для оставшихся

А еще и RETURN_CONST удалили под шумок.

И вот демо байткода:


>>> import dis
>>> def func():
...     x = 1
...     y = ...
...     z = 'привет, мир'

>>> dis.dis(func, adaptive=True)
  2           LOAD_SMALL_INT           1
              STORE_FAST               0 (x)

  3           LOAD_CONST               1 (Ellipsis)
              STORE_FAST               1 (y)

  4           LOAD_CONST               2 ('привет, мир')
              STORE_FAST               2 (z)
              LOAD_CONST               0 (None)
              RETURN_VALUE

>>> # Create caches for tier1 adaptive interpreter to work:
>>> for _ in range(100):
...     func()
>>> dis.dis(func, adaptive=True)
  2           LOAD_SMALL_INT           1
              STORE_FAST               0 (x)

  3           LOAD_CONST_IMMORTAL      1 (Ellipsis)
              STORE_FAST               1 (y)

  4           LOAD_CONST               2 ('привет, мир')
              STORE_FAST               2 (z)
              LOAD_CONST_IMMORTAL      0 (None)
              RETURN_VALUE

Зачем нужен LOAD_SMALL_INT?

https://github.com/python/cpython/issues/101291

Если вы внимательно смотрели мой видос про int, то вы помните, как выглядят инты внутри питона:


typedef struct _PyLongValue {
    uintptr_t lv_tag; /* Number of digits, sign and flags */
    digit ob_digit[1];
} _PyLongValue;

struct _longobject {
    PyObject_HEAD
    _PyLongValue long_value;
};

Большие и сложные объекты. Но, для очень частых маленьких чисел, такое переусложнение замедляет работу. Мы можем просто представлять числа в рамках одного машинного слова и складывать их сразу в oparg, без необходимости заргужать их из co_consts:


op(_LOAD_SMALL_INT, (-- value)) {
    PyObject *val = PyLong_FromLong(this_instr->oparg);
    value = sym_new_const(ctx, val);
}

В Python2, кстати, работало быстрее, потому что там был честный int тип.

Обсуждение

Задумываетесь ли вы про подобные микро-оптимизации, когда пишите код?

GitHub

GH-125837: Split `LOAD_CONST` into three. by markshannon · Pull Request #125972 · python/cpython

Splits LOAD_CONST into three instructions

LOAD_INT for ints in range(256). Avoids the need for a space in the co_consts tuple and avoids an incref
LOAD_CONST_IMMORTAL for other immortal objects. A...

2.4K views10:24