Issue 1577: shutil.move() where destination is a directory was doing a
[python.git] / Doc / c-api / intro.rst
blob9befaf7a739526ebce18e2e962453b1a1e7a25fd
1 .. highlightlang:: c
4 .. _api-intro:
6 ************
7 Introduction
8 ************
10 The Application Programmer's Interface to Python gives C and C++ programmers
11 access to the Python interpreter at a variety of levels.  The API is equally
12 usable from C++, but for brevity it is generally referred to as the Python/C
13 API.  There are two fundamentally different reasons for using the Python/C API.
14 The first reason is to write *extension modules* for specific purposes; these
15 are C modules that extend the Python interpreter.  This is probably the most
16 common use.  The second reason is to use Python as a component in a larger
17 application; this technique is generally referred to as :dfn:`embedding` Python
18 in an application.
20 Writing an extension module is a relatively well-understood process,  where a
21 "cookbook" approach works well.  There are several tools  that automate the
22 process to some extent.  While people have embedded  Python in other
23 applications since its early existence, the process of  embedding Python is less
24 straightforward than writing an extension.
26 Many API functions are useful independent of whether you're embedding  or
27 extending Python; moreover, most applications that embed Python  will need to
28 provide a custom extension as well, so it's probably a  good idea to become
29 familiar with writing an extension before  attempting to embed Python in a real
30 application.
33 .. _api-includes:
35 Include Files
36 =============
38 All function, type and macro definitions needed to use the Python/C API are
39 included in your code by the following line::
41    #include "Python.h"
43 This implies inclusion of the following standard headers: ``<stdio.h>``,
44 ``<string.h>``, ``<errno.h>``, ``<limits.h>``, and ``<stdlib.h>`` (if
45 available).
47 .. warning::
49    Since Python may define some pre-processor definitions which affect the standard
50    headers on some systems, you *must* include :file:`Python.h` before any standard
51    headers are included.
53 All user visible names defined by Python.h (except those defined by the included
54 standard headers) have one of the prefixes ``Py`` or ``_Py``.  Names beginning
55 with ``_Py`` are for internal use by the Python implementation and should not be
56 used by extension writers. Structure member names do not have a reserved prefix.
58 **Important:** user code should never define names that begin with ``Py`` or
59 ``_Py``.  This confuses the reader, and jeopardizes the portability of the user
60 code to future Python versions, which may define additional names beginning with
61 one of these prefixes.
63 The header files are typically installed with Python.  On Unix, these  are
64 located in the directories :file:`{prefix}/include/pythonversion/` and
65 :file:`{exec_prefix}/include/pythonversion/`, where :envvar:`prefix` and
66 :envvar:`exec_prefix` are defined by the corresponding parameters to Python's
67 :program:`configure` script and *version* is ``sys.version[:3]``.  On Windows,
68 the headers are installed in :file:`{prefix}/include`, where :envvar:`prefix` is
69 the installation directory specified to the installer.
71 To include the headers, place both directories (if different) on your compiler's
72 search path for includes.  Do *not* place the parent directories on the search
73 path and then use ``#include <pythonX.Y/Python.h>``; this will break on
74 multi-platform builds since the platform independent headers under
75 :envvar:`prefix` include the platform specific headers from
76 :envvar:`exec_prefix`.
78 C++ users should note that though the API is defined entirely using C, the
79 header files do properly declare the entry points to be ``extern "C"``, so there
80 is no need to do anything special to use the API from C++.
83 .. _api-objects:
85 Objects, Types and Reference Counts
86 ===================================
88 .. index:: object: type
90 Most Python/C API functions have one or more arguments as well as a return value
91 of type :ctype:`PyObject\*`.  This type is a pointer to an opaque data type
92 representing an arbitrary Python object.  Since all Python object types are
93 treated the same way by the Python language in most situations (e.g.,
94 assignments, scope rules, and argument passing), it is only fitting that they
95 should be represented by a single C type.  Almost all Python objects live on the
96 heap: you never declare an automatic or static variable of type
97 :ctype:`PyObject`, only pointer variables of type :ctype:`PyObject\*` can  be
98 declared.  The sole exception are the type objects; since these must never be
99 deallocated, they are typically static :ctype:`PyTypeObject` objects.
101 All Python objects (even Python integers) have a :dfn:`type` and a
102 :dfn:`reference count`.  An object's type determines what kind of object it is
103 (e.g., an integer, a list, or a user-defined function; there are many more as
104 explained in :ref:`types`).  For each of the well-known types there is a macro
105 to check whether an object is of that type; for instance, ``PyList_Check(a)`` is
106 true if (and only if) the object pointed to by *a* is a Python list.
109 .. _api-refcounts:
111 Reference Counts
112 ----------------
114 The reference count is important because today's computers have a  finite (and
115 often severely limited) memory size; it counts how many  different places there
116 are that have a reference to an object.  Such a  place could be another object,
117 or a global (or static) C variable, or  a local variable in some C function.
118 When an object's reference count  becomes zero, the object is deallocated.  If
119 it contains references to  other objects, their reference count is decremented.
120 Those other  objects may be deallocated in turn, if this decrement makes their
121 reference count become zero, and so on.  (There's an obvious problem  with
122 objects that reference each other here; for now, the solution is  "don't do
123 that.")
125 .. index::
126    single: Py_INCREF()
127    single: Py_DECREF()
129 Reference counts are always manipulated explicitly.  The normal way is  to use
130 the macro :cfunc:`Py_INCREF` to increment an object's reference count by one,
131 and :cfunc:`Py_DECREF` to decrement it by   one.  The :cfunc:`Py_DECREF` macro
132 is considerably more complex than the incref one, since it must check whether
133 the reference count becomes zero and then cause the object's deallocator to be
134 called. The deallocator is a function pointer contained in the object's type
135 structure.  The type-specific deallocator takes care of decrementing the
136 reference counts for other objects contained in the object if this is a compound
137 object type, such as a list, as well as performing any additional finalization
138 that's needed.  There's no chance that the reference count can overflow; at
139 least as many bits are used to hold the reference count as there are distinct
140 memory locations in virtual memory (assuming ``sizeof(Py_ssize_t) >= sizeof(void*)``).
141 Thus, the reference count increment is a simple operation.
143 It is not necessary to increment an object's reference count for every  local
144 variable that contains a pointer to an object.  In theory, the  object's
145 reference count goes up by one when the variable is made to  point to it and it
146 goes down by one when the variable goes out of  scope.  However, these two
147 cancel each other out, so at the end the  reference count hasn't changed.  The
148 only real reason to use the  reference count is to prevent the object from being
149 deallocated as  long as our variable is pointing to it.  If we know that there
150 is at  least one other reference to the object that lives at least as long as
151 our variable, there is no need to increment the reference count  temporarily.
152 An important situation where this arises is in objects  that are passed as
153 arguments to C functions in an extension module  that are called from Python;
154 the call mechanism guarantees to hold a  reference to every argument for the
155 duration of the call.
157 However, a common pitfall is to extract an object from a list and hold on to it
158 for a while without incrementing its reference count. Some other operation might
159 conceivably remove the object from the list, decrementing its reference count
160 and possible deallocating it. The real danger is that innocent-looking
161 operations may invoke arbitrary Python code which could do this; there is a code
162 path which allows control to flow back to the user from a :cfunc:`Py_DECREF`, so
163 almost any operation is potentially dangerous.
165 A safe approach is to always use the generic operations (functions  whose name
166 begins with ``PyObject_``, ``PyNumber_``, ``PySequence_`` or ``PyMapping_``).
167 These operations always increment the reference count of the object they return.
168 This leaves the caller with the responsibility to call :cfunc:`Py_DECREF` when
169 they are done with the result; this soon becomes second nature.
172 .. _api-refcountdetails:
174 Reference Count Details
175 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
177 The reference count behavior of functions in the Python/C API is best  explained
178 in terms of *ownership of references*.  Ownership pertains to references, never
179 to objects (objects are not owned: they are always shared).  "Owning a
180 reference" means being responsible for calling Py_DECREF on it when the
181 reference is no longer needed.  Ownership can also be transferred, meaning that
182 the code that receives ownership of the reference then becomes responsible for
183 eventually decref'ing it by calling :cfunc:`Py_DECREF` or :cfunc:`Py_XDECREF`
184 when it's no longer needed---or passing on this responsibility (usually to its
185 caller). When a function passes ownership of a reference on to its caller, the
186 caller is said to receive a *new* reference.  When no ownership is transferred,
187 the caller is said to *borrow* the reference. Nothing needs to be done for a
188 borrowed reference.
190 Conversely, when a calling function passes it a reference to an  object, there
191 are two possibilities: the function *steals* a  reference to the object, or it
192 does not.  *Stealing a reference* means that when you pass a reference to a
193 function, that function assumes that it now owns that reference, and you are not
194 responsible for it any longer.
196 .. index::
197    single: PyList_SetItem()
198    single: PyTuple_SetItem()
200 Few functions steal references; the two notable exceptions are
201 :cfunc:`PyList_SetItem` and :cfunc:`PyTuple_SetItem`, which  steal a reference
202 to the item (but not to the tuple or list into which the item is put!).  These
203 functions were designed to steal a reference because of a common idiom for
204 populating a tuple or list with newly created objects; for example, the code to
205 create the tuple ``(1, 2, "three")`` could look like this (forgetting about
206 error handling for the moment; a better way to code this is shown below)::
208    PyObject *t;
210    t = PyTuple_New(3);
211    PyTuple_SetItem(t, 0, PyInt_FromLong(1L));
212    PyTuple_SetItem(t, 1, PyInt_FromLong(2L));
213    PyTuple_SetItem(t, 2, PyString_FromString("three"));
215 Here, :cfunc:`PyInt_FromLong` returns a new reference which is immediately
216 stolen by :cfunc:`PyTuple_SetItem`.  When you want to keep using an object
217 although the reference to it will be stolen, use :cfunc:`Py_INCREF` to grab
218 another reference before calling the reference-stealing function.
220 Incidentally, :cfunc:`PyTuple_SetItem` is the *only* way to set tuple items;
221 :cfunc:`PySequence_SetItem` and :cfunc:`PyObject_SetItem` refuse to do this
222 since tuples are an immutable data type.  You should only use
223 :cfunc:`PyTuple_SetItem` for tuples that you are creating yourself.
225 Equivalent code for populating a list can be written using :cfunc:`PyList_New`
226 and :cfunc:`PyList_SetItem`.
228 However, in practice, you will rarely use these ways of creating and populating
229 a tuple or list.  There's a generic function, :cfunc:`Py_BuildValue`, that can
230 create most common objects from C values, directed by a :dfn:`format string`.
231 For example, the above two blocks of code could be replaced by the following
232 (which also takes care of the error checking)::
234    PyObject *tuple, *list;
236    tuple = Py_BuildValue("(iis)", 1, 2, "three");
237    list = Py_BuildValue("[iis]", 1, 2, "three");
239 It is much more common to use :cfunc:`PyObject_SetItem` and friends with items
240 whose references you are only borrowing, like arguments that were passed in to
241 the function you are writing.  In that case, their behaviour regarding reference
242 counts is much saner, since you don't have to increment a reference count so you
243 can give a reference away ("have it be stolen").  For example, this function
244 sets all items of a list (actually, any mutable sequence) to a given item::
246    int
247    set_all(PyObject *target, PyObject *item)
248    {
249        int i, n;
251        n = PyObject_Length(target);
252        if (n < 0)
253            return -1;
254        for (i = 0; i < n; i++) {
255            PyObject *index = PyInt_FromLong(i);
256            if (!index)
257                return -1;
258            if (PyObject_SetItem(target, index, item) < 0)
259                return -1;
260            Py_DECREF(index);
261        }
262        return 0;
263    }
265 .. index:: single: set_all()
267 The situation is slightly different for function return values.   While passing
268 a reference to most functions does not change your  ownership responsibilities
269 for that reference, many functions that  return a reference to an object give
270 you ownership of the reference. The reason is simple: in many cases, the
271 returned object is created  on the fly, and the reference you get is the only
272 reference to the  object.  Therefore, the generic functions that return object
273 references, like :cfunc:`PyObject_GetItem` and  :cfunc:`PySequence_GetItem`,
274 always return a new reference (the caller becomes the owner of the reference).
276 It is important to realize that whether you own a reference returned  by a
277 function depends on which function you call only --- *the plumage* (the type of
278 the object passed as an argument to the function) *doesn't enter into it!*
279 Thus, if you  extract an item from a list using :cfunc:`PyList_GetItem`, you
280 don't own the reference --- but if you obtain the same item from the same list
281 using :cfunc:`PySequence_GetItem` (which happens to take exactly the same
282 arguments), you do own a reference to the returned object.
284 .. index::
285    single: PyList_GetItem()
286    single: PySequence_GetItem()
288 Here is an example of how you could write a function that computes the sum of
289 the items in a list of integers; once using  :cfunc:`PyList_GetItem`, and once
290 using :cfunc:`PySequence_GetItem`. ::
292    long
293    sum_list(PyObject *list)
294    {
295        int i, n;
296        long total = 0;
297        PyObject *item;
299        n = PyList_Size(list);
300        if (n < 0)
301            return -1; /* Not a list */
302        for (i = 0; i < n; i++) {
303            item = PyList_GetItem(list, i); /* Can't fail */
304            if (!PyInt_Check(item)) continue; /* Skip non-integers */
305            total += PyInt_AsLong(item);
306        }
307        return total;
308    }
310 .. index:: single: sum_list()
314    long
315    sum_sequence(PyObject *sequence)
316    {
317        int i, n;
318        long total = 0;
319        PyObject *item;
320        n = PySequence_Length(sequence);
321        if (n < 0)
322            return -1; /* Has no length */
323        for (i = 0; i < n; i++) {
324            item = PySequence_GetItem(sequence, i);
325            if (item == NULL)
326                return -1; /* Not a sequence, or other failure */
327            if (PyInt_Check(item))
328                total += PyInt_AsLong(item);
329            Py_DECREF(item); /* Discard reference ownership */
330        }
331        return total;
332    }
334 .. index:: single: sum_sequence()
337 .. _api-types:
339 Types
340 -----
342 There are few other data types that play a significant role in  the Python/C
343 API; most are simple C types such as :ctype:`int`,  :ctype:`long`,
344 :ctype:`double` and :ctype:`char\*`.  A few structure types  are used to
345 describe static tables used to list the functions exported  by a module or the
346 data attributes of a new object type, and another is used to describe the value
347 of a complex number.  These will  be discussed together with the functions that
348 use them.
351 .. _api-exceptions:
353 Exceptions
354 ==========
356 The Python programmer only needs to deal with exceptions if specific  error
357 handling is required; unhandled exceptions are automatically  propagated to the
358 caller, then to the caller's caller, and so on, until they reach the top-level
359 interpreter, where they are reported to the  user accompanied by a stack
360 traceback.
362 .. index:: single: PyErr_Occurred()
364 For C programmers, however, error checking always has to be explicit.   All
365 functions in the Python/C API can raise exceptions, unless an  explicit claim is
366 made otherwise in a function's documentation.  In  general, when a function
367 encounters an error, it sets an exception,  discards any object references that
368 it owns, and returns an  error indicator --- usually *NULL* or ``-1``.  A few
369 functions  return a Boolean true/false result, with false indicating an error.
370 Very few functions return no explicit error indicator or have an  ambiguous
371 return value, and require explicit testing for errors with
372 :cfunc:`PyErr_Occurred`.
374 .. index::
375    single: PyErr_SetString()
376    single: PyErr_Clear()
378 Exception state is maintained in per-thread storage (this is  equivalent to
379 using global storage in an unthreaded application).  A  thread can be in one of
380 two states: an exception has occurred, or not. The function
381 :cfunc:`PyErr_Occurred` can be used to check for this: it returns a borrowed
382 reference to the exception type object when an exception has occurred, and
383 *NULL* otherwise.  There are a number of functions to set the exception state:
384 :cfunc:`PyErr_SetString` is the most common (though not the most general)
385 function to set the exception state, and :cfunc:`PyErr_Clear` clears the
386 exception state.
388 .. index::
389    single: exc_type (in module sys)
390    single: exc_value (in module sys)
391    single: exc_traceback (in module sys)
393 The full exception state consists of three objects (all of which can  be
394 *NULL*): the exception type, the corresponding exception  value, and the
395 traceback.  These have the same meanings as the Python   objects
396 ``sys.exc_type``, ``sys.exc_value``, and ``sys.exc_traceback``; however, they
397 are not the same: the Python objects represent the last exception being handled
398 by a Python  :keyword:`try` ... :keyword:`except` statement, while the C level
399 exception state only exists while an exception is being passed on between C
400 functions until it reaches the Python bytecode interpreter's  main loop, which
401 takes care of transferring it to ``sys.exc_type`` and friends.
403 .. index:: single: exc_info() (in module sys)
405 Note that starting with Python 1.5, the preferred, thread-safe way to access the
406 exception state from Python code is to call the function :func:`sys.exc_info`,
407 which returns the per-thread exception state for Python code.  Also, the
408 semantics of both ways to access the exception state have changed so that a
409 function which catches an exception will save and restore its thread's exception
410 state so as to preserve the exception state of its caller.  This prevents common
411 bugs in exception handling code caused by an innocent-looking function
412 overwriting the exception being handled; it also reduces the often unwanted
413 lifetime extension for objects that are referenced by the stack frames in the
414 traceback.
416 As a general principle, a function that calls another function to  perform some
417 task should check whether the called function raised an  exception, and if so,
418 pass the exception state on to its caller.  It  should discard any object
419 references that it owns, and return an  error indicator, but it should *not* set
420 another exception --- that would overwrite the exception that was just raised,
421 and lose important information about the exact cause of the error.
423 .. index:: single: sum_sequence()
425 A simple example of detecting exceptions and passing them on is shown in the
426 :cfunc:`sum_sequence` example above.  It so happens that that example doesn't
427 need to clean up any owned references when it detects an error.  The following
428 example function shows some error cleanup.  First, to remind you why you like
429 Python, we show the equivalent Python code::
431    def incr_item(dict, key):
432        try:
433            item = dict[key]
434        except KeyError:
435            item = 0
436        dict[key] = item + 1
438 .. index:: single: incr_item()
440 Here is the corresponding C code, in all its glory::
442    int
443    incr_item(PyObject *dict, PyObject *key)
444    {
445        /* Objects all initialized to NULL for Py_XDECREF */
446        PyObject *item = NULL, *const_one = NULL, *incremented_item = NULL;
447        int rv = -1; /* Return value initialized to -1 (failure) */
449        item = PyObject_GetItem(dict, key);
450        if (item == NULL) {
451            /* Handle KeyError only: */
452            if (!PyErr_ExceptionMatches(PyExc_KeyError))
453                goto error;
455            /* Clear the error and use zero: */
456            PyErr_Clear();
457            item = PyInt_FromLong(0L);
458            if (item == NULL)
459                goto error;
460        }
461        const_one = PyInt_FromLong(1L);
462        if (const_one == NULL)
463            goto error;
465        incremented_item = PyNumber_Add(item, const_one);
466        if (incremented_item == NULL)
467            goto error;
469        if (PyObject_SetItem(dict, key, incremented_item) < 0)
470            goto error;
471        rv = 0; /* Success */
472        /* Continue with cleanup code */
474     error:
475        /* Cleanup code, shared by success and failure path */
477        /* Use Py_XDECREF() to ignore NULL references */
478        Py_XDECREF(item);
479        Py_XDECREF(const_one);
480        Py_XDECREF(incremented_item);
482        return rv; /* -1 for error, 0 for success */
483    }
485 .. index:: single: incr_item()
487 .. index::
488    single: PyErr_ExceptionMatches()
489    single: PyErr_Clear()
490    single: Py_XDECREF()
492 This example represents an endorsed use of the ``goto`` statement  in C!
493 It illustrates the use of :cfunc:`PyErr_ExceptionMatches` and
494 :cfunc:`PyErr_Clear` to handle specific exceptions, and the use of
495 :cfunc:`Py_XDECREF` to dispose of owned references that may be *NULL* (note the
496 ``'X'`` in the name; :cfunc:`Py_DECREF` would crash when confronted with a
497 *NULL* reference).  It is important that the variables used to hold owned
498 references are initialized to *NULL* for this to work; likewise, the proposed
499 return value is initialized to ``-1`` (failure) and only set to success after
500 the final call made is successful.
503 .. _api-embedding:
505 Embedding Python
506 ================
508 The one important task that only embedders (as opposed to extension writers) of
509 the Python interpreter have to worry about is the initialization, and possibly
510 the finalization, of the Python interpreter.  Most functionality of the
511 interpreter can only be used after the interpreter has been initialized.
513 .. index::
514    single: Py_Initialize()
515    module: __builtin__
516    module: __main__
517    module: sys
518    module: exceptions
519    triple: module; search; path
520    single: path (in module sys)
522 The basic initialization function is :cfunc:`Py_Initialize`. This initializes
523 the table of loaded modules, and creates the fundamental modules
524 :mod:`__builtin__`, :mod:`__main__`, :mod:`sys`, and :mod:`exceptions`.  It also
525 initializes the module search path (``sys.path``).
527 .. index:: single: PySys_SetArgv()
529 :cfunc:`Py_Initialize` does not set the "script argument list"  (``sys.argv``).
530 If this variable is needed by Python code that  will be executed later, it must
531 be set explicitly with a call to  ``PySys_SetArgv(argc, argv)`` subsequent to
532 the call to :cfunc:`Py_Initialize`.
534 On most systems (in particular, on Unix and Windows, although the details are
535 slightly different), :cfunc:`Py_Initialize` calculates the module search path
536 based upon its best guess for the location of the standard Python interpreter
537 executable, assuming that the Python library is found in a fixed location
538 relative to the Python interpreter executable.  In particular, it looks for a
539 directory named :file:`lib/python{X.Y}` relative to the parent directory
540 where the executable named :file:`python` is found on the shell command search
541 path (the environment variable :envvar:`PATH`).
543 For instance, if the Python executable is found in
544 :file:`/usr/local/bin/python`, it will assume that the libraries are in
545 :file:`/usr/local/lib/python{X.Y}`.  (In fact, this particular path is also
546 the "fallback" location, used when no executable file named :file:`python` is
547 found along :envvar:`PATH`.)  The user can override this behavior by setting the
548 environment variable :envvar:`PYTHONHOME`, or insert additional directories in
549 front of the standard path by setting :envvar:`PYTHONPATH`.
551 .. index::
552    single: Py_SetProgramName()
553    single: Py_GetPath()
554    single: Py_GetPrefix()
555    single: Py_GetExecPrefix()
556    single: Py_GetProgramFullPath()
558 The embedding application can steer the search by calling
559 ``Py_SetProgramName(file)`` *before* calling  :cfunc:`Py_Initialize`.  Note that
560 :envvar:`PYTHONHOME` still overrides this and :envvar:`PYTHONPATH` is still
561 inserted in front of the standard path.  An application that requires total
562 control has to provide its own implementation of :cfunc:`Py_GetPath`,
563 :cfunc:`Py_GetPrefix`, :cfunc:`Py_GetExecPrefix`, and
564 :cfunc:`Py_GetProgramFullPath` (all defined in :file:`Modules/getpath.c`).
566 .. index:: single: Py_IsInitialized()
568 Sometimes, it is desirable to "uninitialize" Python.  For instance,  the
569 application may want to start over (make another call to
570 :cfunc:`Py_Initialize`) or the application is simply done with its  use of
571 Python and wants to free memory allocated by Python.  This can be accomplished
572 by calling :cfunc:`Py_Finalize`.  The function :cfunc:`Py_IsInitialized` returns
573 true if Python is currently in the initialized state.  More information about
574 these functions is given in a later chapter. Notice that :cfunc:`Py_Finalize`
575 does *not* free all memory allocated by the Python interpreter, e.g. memory
576 allocated by extension modules currently cannot be released.
579 .. _api-debugging:
581 Debugging Builds
582 ================
584 Python can be built with several macros to enable extra checks of the
585 interpreter and extension modules.  These checks tend to add a large amount of
586 overhead to the runtime so they are not enabled by default.
588 A full list of the various types of debugging builds is in the file
589 :file:`Misc/SpecialBuilds.txt` in the Python source distribution. Builds are
590 available that support tracing of reference counts, debugging the memory
591 allocator, or low-level profiling of the main interpreter loop.  Only the most
592 frequently-used builds will be described in the remainder of this section.
594 Compiling the interpreter with the :cmacro:`Py_DEBUG` macro defined produces
595 what is generally meant by "a debug build" of Python. :cmacro:`Py_DEBUG` is
596 enabled in the Unix build by adding :option:`--with-pydebug` to the
597 :file:`configure` command.  It is also implied by the presence of the
598 not-Python-specific :cmacro:`_DEBUG` macro.  When :cmacro:`Py_DEBUG` is enabled
599 in the Unix build, compiler optimization is disabled.
601 In addition to the reference count debugging described below, the following
602 extra checks are performed:
604 * Extra checks are added to the object allocator.
606 * Extra checks are added to the parser and compiler.
608 * Downcasts from wide types to narrow types are checked for loss of information.
610 * A number of assertions are added to the dictionary and set implementations.
611   In addition, the set object acquires a :meth:`test_c_api` method.
613 * Sanity checks of the input arguments are added to frame creation.
615 * The storage for long ints is initialized with a known invalid pattern to catch
616   reference to uninitialized digits.
618 * Low-level tracing and extra exception checking are added to the runtime
619   virtual machine.
621 * Extra checks are added to the memory arena implementation.
623 * Extra debugging is added to the thread module.
625 There may be additional checks not mentioned here.
627 Defining :cmacro:`Py_TRACE_REFS` enables reference tracing.  When defined, a
628 circular doubly linked list of active objects is maintained by adding two extra
629 fields to every :ctype:`PyObject`.  Total allocations are tracked as well.  Upon
630 exit, all existing references are printed.  (In interactive mode this happens
631 after every statement run by the interpreter.)  Implied by :cmacro:`Py_DEBUG`.
633 Please refer to :file:`Misc/SpecialBuilds.txt` in the Python source distribution
634 for more detailed information.