build/docs/python.rst

   1 .. _python:
   2
   3 ===========================
   4 Python and the Build System
   5 ===========================
   6
   7 The Python programming language is used significantly in the build
   8 system. If we need to write code for the build system or for a tool
   9 related to the build system, Python is typically the first choice.
  10
  11 Python Requirements
  12 ===================
  13
  14 The tree requires Python 2.7.3 or greater but not Python 3 to build.
  15 All Python packages not in the Python distribution are included in the
  16 source tree. So all you should need is a vanilla Python install and you
  17 should be good to go.
  18
  19 Only CPython (the Python distribution available from www.python.org) is
  20 supported.
  21
  22 We require Python 2.7.3 (and not say 2.7.2) to build because Python
  23 2.7.3 contains numerous bug fixes, especially around the area of Unicode
  24 handling. These bug fixes are extremely annoying and have to be worked
  25 around. The build maintainers were tired of doing this, so the minimum
  26 version requirement was upped (bug 870420).
  27
  28 We intend to eventually support Python 3. This will come by way of dual
  29 2.7/3.x compatibility because a single flag day conversion to 3.x will
  30 be too cumbersome given the amount of Python that would need converted.
  31 We will not know which 3.x minor release we are targeting until this
  32 effort is underway. This is tracked in bug 636155.
  33
  34 Compiled Python Packages
  35 ========================
  36
  37 There are some features of the build that rely on compiled Python packages
  38 (packages containing C source). These features are currently all
  39 optional because not every system contains the Python development
  40 headers required to build these extensions.
  41
  42 We recommend you have the Python development headers installed (``mach
  43 bootstrap`` should do this for you) so you can take advantage of these
  44 features.
  45
  46 Issues with OS X System Python
  47 ==============================
  48
  49 The Python that ships with OS X has historically been littered with
  50 subtle bugs and suboptimalities. Furthermore, OS X up through 10.8 don't
  51 ship with Python 2.7.3 (10.8 ships with 2.7.2).
  52
  53 OS X 10.8 and below users will be required to install a new Python
  54 distribution. This may not be necessary for OS X 10.9+. However, we
  55 still recommend installing a separate Python because of the history with
  56 OS X's system Python issues.
  57
  58 We recommend installing Python through Homebrew or MacPorts. If you run
  59 ``mach bootstrap``, this should be done for you.
  60
  61 Virtualenvs
  62 ===========
  63
  64 The build system relies heavily on
  65 `virtualenvs <http://www.virtualenv.org/en/latest/>`_. Virtualenvs are
  66 standalone and isolated Python environments. The problem a virtualenv
  67 solves is that of dependencies across multiple Python components. If two
  68 components on a system relied on different versions of a package, there
  69 could be a conflict. Instead of managing multiple versions of a package
  70 simultaneously, Python and virtualenvs take the route that it is easier
  71 to just keep them separate so there is no potential for conflicts.
  72
  73 Very early in the build process, a virtualenv is created inside the
  74 :term:`object directory`. The virtualenv is configured such that it can
  75 find all the Python packages in the source tree. The code for this lives
  76 in :py:mod:`mozbuild.virtualenv`.
  77
  78 Deficiencies
  79 ------------
  80
  81 There are numerous deficiencies with the way virtualenvs are handled in
  82 the build system.
  83
  84 * mach reinvents the virtualenv.
  85
  86   There is code in ``build/mach_bootstrap.py`` that configures ``sys.path``
  87   much the same way the virtualenv does. There are various bugs tracking
  88   this. However, no clear solution has yet been devised. It's not a huge
  89   problem and thus not a huge priority.
  90
  91 * They aren't preserved across copies and packaging.
  92
  93   If you attempt to copy an entire tree from one machine to another or
  94   from one directory to another, chances are the virtualenv will fall
  95   apart. It would be nice if we could preserve it somehow. Instead of
  96   actually solving portable virtualenvs, all we really need to solve is
  97   encapsulating the logic for populating the virtualenv along with all
  98   dependent files in the appropriate place.
  99
 100 * .pyc files written to source directory.
 101
 102   We rely heavily on ``.pth`` files in our virtualenv. A ``.pth`` file
 103   is a special file that contains a list of paths. Python will take the
 104   set of listed paths encountered in ``.pth`` files and add them to
 105   ``sys.path``.
 106
 107   When Python compiles a ``.py`` file to bytecode, it writes out a
 108   ``.pyc`` file so it doesn't have to perform this compilation again.
 109   It puts these ``.pyc`` files alongside the ``.pyc`` file. Python
 110   provides very little control for determining where these ``.pyc`` files
 111   go, even in Python 3 (which offers customer importers).
 112
 113   With ``.pth`` files pointing back to directories in the source tree
 114   and not the object directory, ``.pyc`` files are created in the source
 115   tree. This is bad because when Python imports a module, it first looks
 116   for a ``.pyc`` file before the ``.py`` file. If there is a ``.pyc``
 117   file but no ``.py`` file, it will happily import the module. This
 118   wreaks havoc during file moves, refactoring, etc.
 119
 120   There are various proposals for fixing this. See bug 795995.
 121
 122 Installing Python Manually
 123 ==========================
 124
 125 We highly recommend you use your system's package manager or a
 126 well-supported 3rd party package manager to install Python for you. If
 127 these are not available to you, we recommend the following tools for
 128 installing Python:
 129
 130 * `buildout.python <https://github.com/collective/buildout.python>`_
 131 * `pyenv <https://github.com/yyuu/pyenv>`_
 132 * An official installer from http://www.python.org.
 133
 134 If all else fails, consider compiling Python from source manually. But this
 135 should be viewed as the least desirable option.
 136
 137 Common Issues with Python
 138 =========================
 139
 140 Upgrading your Python distribution breaks the virtualenv
 141 --------------------------------------------------------
 142
 143 If you upgrade the Python distribution (e.g. install Python 2.7.5
 144 from 2.7.3, chances are parts of the virtualenv will break.
 145 This commonly manifests as a cryptic ``Cannot import XXX`` exception.
 146 More often than not, the module being imported contains binary/compiled
 147 components.
 148
 149 If you upgrade or reinstall your Python distribution, we recommend
 150 clobbering your build.
 151
 152 Packages installed at the system level conflict with build system's
 153 -------------------------------------------------------------------
 154
 155 It is common for people to install Python packages using ``sudo`` (e.g.
 156 ``sudo pip install psutil``) or with the system's package manager
 157 (e.g. ``apt-get install python-mysql``.
 158
 159 A problem with this is that packages installed at the system level may
 160 conflict with the package provided by the source tree. As of bug 907902
 161 and changeset f18eae7c3b27 (September 16, 2013), this should no longer
 162 be an issue since the virtualenv created as part of the build doesn't
 163 add the system's ``site-packages`` directory to ``sys.path``. However,
 164 poorly installed packages may still find a way to creep into the mix and
 165 interfere with our virtualenv.
 166
 167 As a general principle, we recommend against using your system's package
 168 manager or using ``sudo`` to install Python packages. Instead, create
 169 virtualenvs and isolated Python environments for all of your Python
 170 projects.
 171
 172 Python on $PATH is not appropriate
 173 ----------------------------------
 174
 175 Tools like ``mach`` will look for Python by performing ``/usr/bin/env
 176 python`` or equivalent. Please be sure the appropriate Python 2.7.3+
 177 path is on $PATH. On OS X, this likely means you'll need to modify your
 178 shell's init script to put something ahead of ``/usr/bin``.