Python中的邪恶ctypes黑客技巧

Question

我想先说，这个问题纯粹是出于好奇，我绝对不打算在任何严肃的项目中使用这么邪恶的东西。（没错，就是那种问题）

我一直在尝试了解CPython的内部工作原理，经过我的努力，我发现应该可以操控小整数的实际值，比如说1 + 2可以算出其他的结果，而不是3。我对这种低级的黑客技术并不是很在行，迄今为止我只得到了一些崩溃的结果。这是我目前的尝试：

import ctypes
ctypes.c_int8.from_address(id(1) + 8).value = 2

我原以为这样就能解决问题，但结果是任何试图计算1的语句都会崩溃。虽然这个结果让我觉得有点好笑，但这并不是我想要的。我是不是漏掉了什么？是不是那行代码里的c_int8和+ 8只在某些平台上有效？如果我知道该查找什么，我很乐意去查一下，不过我想答案可能藏在CPython的源代码里。

Answer 1

在一个32位的平台上，8 是“正确的”，因为 ob_refcnt 和 ob_type 每个占用4个字节；而在64位的平台上，这个情况就会不同。简单来说，你是在尝试越过 PyObject_HEAD 去访问整数对象的其他部分，所以你可以在编译器或调试器中检查一下 PyObject 的大小。

显然，在Python 3中情况会有所不同，因为只有 long 类型，所以即使是小整数也是可变长度的；在这种情况下，你需要使用 PyObject_VAR_HEAD（和 PyVarObject），而不是 PyObject_HEAD。

一个很好的起点是查看 object.h 里的文档，你也可以在C API参考手册中找到，地址是 https://docs.python.org/2/c-api/structures.html，然后再看看 intobject.h，或者对于Python 3，可以查看 longintrepr.h。

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注意：改变 1 的值仍然会导致程序崩溃，但原因不同。不过，改变一个较大的小整数，比如 10，应该是安全的。