Issue 1577: shutil.move() where destination is a directory was doing a
[python.git] / Doc / extending / windows.rst
bloba0782a74842a3cab600013d12c71808e6be7ae03
1 .. highlightlang:: c
4 .. _building-on-windows:
6 ****************************************
7 Building C and C++ Extensions on Windows
8 ****************************************
10 This chapter briefly explains how to create a Windows extension module for
11 Python using Microsoft Visual C++, and follows with more detailed background
12 information on how it works.  The explanatory material is useful for both the
13 Windows programmer learning to build Python extensions and the Unix programmer
14 interested in producing software which can be successfully built on both Unix
15 and Windows.
17 Module authors are encouraged to use the distutils approach for building
18 extension modules, instead of the one described in this section. You will still
19 need the C compiler that was used to build Python; typically Microsoft Visual
20 C++.
22 .. note::
24    This chapter mentions a number of filenames that include an encoded Python
25    version number.  These filenames are represented with the version number shown
26    as ``XY``; in practive, ``'X'`` will be the major version number and ``'Y'``
27    will be the minor version number of the Python release you're working with.  For
28    example, if you are using Python 2.2.1, ``XY`` will actually be ``22``.
31 .. _win-cookbook:
33 A Cookbook Approach
34 ===================
36 There are two approaches to building extension modules on Windows, just as there
37 are on Unix: use the :mod:`distutils` package to control the build process, or
38 do things manually.  The distutils approach works well for most extensions;
39 documentation on using :mod:`distutils` to build and package extension modules
40 is available in :ref:`distutils-index`.  This section describes the manual
41 approach to building Python extensions written in C or C++.
43 To build extensions using these instructions, you need to have a copy of the
44 Python sources of the same version as your installed Python. You will need
45 Microsoft Visual C++ "Developer Studio"; project files are supplied for VC++
46 version 7.1, but you can use older versions of VC++.  Notice that you should use
47 the same version of VC++that was used to build Python itself. The example files
48 described here are distributed with the Python sources in the
49 :file:`PC\\example_nt\\` directory.
51 #. **Copy the example files** ---  The :file:`example_nt` directory is a
52    subdirectory of the :file:`PC` directory, in order to keep all the PC-specific
53    files under the same directory in the source distribution.  However, the
54    :file:`example_nt` directory can't actually be used from this location.  You
55    first need to copy or move it up one level, so that :file:`example_nt` is a
56    sibling of the :file:`PC` and :file:`Include` directories.  Do all your work
57    from within this new location.
59 #. **Open the project** ---  From VC++, use the :menuselection:`File --> Open
60    Solution` dialog (not :menuselection:`File --> Open`!).  Navigate to and select
61    the file :file:`example.sln`, in the *copy* of the :file:`example_nt` directory
62    you made above.  Click Open.
64 #. **Build the example DLL** ---  In order to check that everything is set up
65    right, try building:
67 #. Select a configuration.  This step is optional.  Choose
68    :menuselection:`Build --> Configuration Manager --> Active Solution Configuration`
69    and select either :guilabel:`Release`  or :guilabel:`Debug`.  If you skip this
70    step, VC++ will use the Debug configuration by default.
72 #. Build the DLL.  Choose :menuselection:`Build --> Build Solution`.  This
73    creates all intermediate and result files in a subdirectory called either
74    :file:`Debug` or :file:`Release`, depending on which configuration you selected
75    in the preceding step.
77 #. **Testing the debug-mode DLL** ---  Once the Debug build has succeeded, bring
78    up a DOS box, and change to the :file:`example_nt\\Debug` directory.  You should
79    now be able to repeat the following session (``C>`` is the DOS prompt, ``>>>``
80    is the Python prompt; note that build information and various debug output from
81    Python may not match this screen dump exactly)::
83       C>..\..\PCbuild\python_d
84       Adding parser accelerators ...
85       Done.
86       Python 2.2 (#28, Dec 19 2001, 23:26:37) [MSC 32 bit (Intel)] on win32
87       Type "copyright", "credits" or "license" for more information.
88       >>> import example
89       [4897 refs]
90       >>> example.foo()
91       Hello, world
92       [4903 refs]
93       >>>
95    Congratulations!  You've successfully built your first Python extension module.
97 #. **Creating your own project** ---  Choose a name and create a directory for
98    it.  Copy your C sources into it.  Note that the module source file name does
99    not necessarily have to match the module name, but the name of the
100    initialization function should match the module name --- you can only import a
101    module :mod:`spam` if its initialization function is called :cfunc:`initspam`,
102    and it should call :cfunc:`Py_InitModule` with the string ``"spam"`` as its
103    first argument (use the minimal :file:`example.c` in this directory as a guide).
104    By convention, it lives in a file called :file:`spam.c` or :file:`spammodule.c`.
105    The output file should be called :file:`spam.dll` or :file:`spam.pyd` (the
106    latter is supported to avoid confusion with a system library :file:`spam.dll` to
107    which your module could be a Python interface) in Release mode, or
108    :file:`spam_d.dll` or :file:`spam_d.pyd` in Debug mode.
110    Now your options are:
112 #. Copy :file:`example.sln` and :file:`example.vcproj`, rename them to
113       :file:`spam.\*`, and edit them by hand, or
115 #. Create a brand new project; instructions are below.
117    In either case, copy :file:`example_nt\\example.def` to :file:`spam\\spam.def`,
118    and edit the new :file:`spam.def` so its second line contains the string
119    '``initspam``'.  If you created a new project yourself, add the file
120    :file:`spam.def` to the project now.  (This is an annoying little file with only
121    two lines.  An alternative approach is to forget about the :file:`.def` file,
122    and add the option :option:`/export:initspam` somewhere to the Link settings, by
123    manually editing the setting in Project Properties dialog).
125 #. **Creating a brand new project** ---  Use the :menuselection:`File --> New
126    --> Project` dialog to create a new Project Workspace.  Select :guilabel:`Visual
127    C++ Projects/Win32/ Win32 Project`, enter the name (``spam``), and make sure the
128    Location is set to parent of the :file:`spam` directory you have created (which
129    should be a direct subdirectory of the Python build tree, a sibling of
130    :file:`Include` and :file:`PC`).  Select Win32 as the platform (in my version,
131    this is the only choice).  Make sure the Create new workspace radio button is
132    selected.  Click OK.
134    You should now create the file :file:`spam.def` as instructed in the previous
135    section. Add the source files to the project, using :menuselection:`Project -->
136    Add Existing Item`. Set the pattern to ``*.*`` and select both :file:`spam.c`
137    and :file:`spam.def` and click OK.  (Inserting them one by one is fine too.)
139    Now open the :menuselection:`Project --> spam properties` dialog. You only need
140    to change a few settings.  Make sure :guilabel:`All Configurations` is selected
141    from the :guilabel:`Settings for:` dropdown list.  Select the C/C++ tab.  Choose
142    the General category in the popup menu at the top.  Type the following text in
143    the entry box labeled :guilabel:`Additional Include Directories`::
145       ..\Include,..\PC
147    Then, choose the General category in the Linker tab, and enter ::
149       ..\PCbuild
151    in the text box labelled :guilabel:`Additional library Directories`.
153    Now you need to add some mode-specific settings:
155    Select :guilabel:`Release` in the :guilabel:`Configuration` dropdown list.
156    Choose the :guilabel:`Link` tab, choose the :guilabel:`Input` category, and
157    append ``pythonXY.lib`` to the list in the :guilabel:`Additional Dependencies`
158    box.
160    Select :guilabel:`Debug` in the :guilabel:`Configuration` dropdown list, and
161    append ``pythonXY_d.lib`` to the list in the :guilabel:`Additional Dependencies`
162    box.  Then click the C/C++ tab, select :guilabel:`Code Generation`, and select
163    :guilabel:`Multi-threaded Debug DLL` from the :guilabel:`Runtime library`
164    dropdown list.
166    Select :guilabel:`Release` again from the :guilabel:`Configuration` dropdown
167    list.  Select :guilabel:`Multi-threaded DLL` from the :guilabel:`Runtime
168    library` dropdown list.
170 If your module creates a new type, you may have trouble with this line::
172    PyObject_HEAD_INIT(&PyType_Type)
174 Change it to::
176    PyObject_HEAD_INIT(NULL)
178 and add the following to the module initialization function::
180    MyObject_Type.ob_type = &PyType_Type;
182 Refer to section 3 of the `Python FAQ <http://www.python.org/doc/faq>`_ for
183 details on why you must do this.
186 .. _dynamic-linking:
188 Differences Between Unix and Windows
189 ====================================
191 .. sectionauthor:: Chris Phoenix <cphoenix@best.com>
194 Unix and Windows use completely different paradigms for run-time loading of
195 code.  Before you try to build a module that can be dynamically loaded, be aware
196 of how your system works.
198 In Unix, a shared object (:file:`.so`) file contains code to be used by the
199 program, and also the names of functions and data that it expects to find in the
200 program.  When the file is joined to the program, all references to those
201 functions and data in the file's code are changed to point to the actual
202 locations in the program where the functions and data are placed in memory.
203 This is basically a link operation.
205 In Windows, a dynamic-link library (:file:`.dll`) file has no dangling
206 references.  Instead, an access to functions or data goes through a lookup
207 table.  So the DLL code does not have to be fixed up at runtime to refer to the
208 program's memory; instead, the code already uses the DLL's lookup table, and the
209 lookup table is modified at runtime to point to the functions and data.
211 In Unix, there is only one type of library file (:file:`.a`) which contains code
212 from several object files (:file:`.o`).  During the link step to create a shared
213 object file (:file:`.so`), the linker may find that it doesn't know where an
214 identifier is defined.  The linker will look for it in the object files in the
215 libraries; if it finds it, it will include all the code from that object file.
217 In Windows, there are two types of library, a static library and an import
218 library (both called :file:`.lib`).  A static library is like a Unix :file:`.a`
219 file; it contains code to be included as necessary. An import library is
220 basically used only to reassure the linker that a certain identifier is legal,
221 and will be present in the program when the DLL is loaded.  So the linker uses
222 the information from the import library to build the lookup table for using
223 identifiers that are not included in the DLL.  When an application or a DLL is
224 linked, an import library may be generated, which will need to be used for all
225 future DLLs that depend on the symbols in the application or DLL.
227 Suppose you are building two dynamic-load modules, B and C, which should share
228 another block of code A.  On Unix, you would *not* pass :file:`A.a` to the
229 linker for :file:`B.so` and :file:`C.so`; that would cause it to be included
230 twice, so that B and C would each have their own copy.  In Windows, building
231 :file:`A.dll` will also build :file:`A.lib`.  You *do* pass :file:`A.lib` to the
232 linker for B and C.  :file:`A.lib` does not contain code; it just contains
233 information which will be used at runtime to access A's code.
235 In Windows, using an import library is sort of like using ``import spam``; it
236 gives you access to spam's names, but does not create a separate copy.  On Unix,
237 linking with a library is more like ``from spam import *``; it does create a
238 separate copy.
241 .. _win-dlls:
243 Using DLLs in Practice
244 ======================
246 .. sectionauthor:: Chris Phoenix <cphoenix@best.com>
249 Windows Python is built in Microsoft Visual C++; using other compilers may or
250 may not work (though Borland seems to).  The rest of this section is MSVC++
251 specific.
253 When creating DLLs in Windows, you must pass :file:`pythonXY.lib` to the linker.
254 To build two DLLs, spam and ni (which uses C functions found in spam), you could
255 use these commands::
257    cl /LD /I/python/include spam.c ../libs/pythonXY.lib
258    cl /LD /I/python/include ni.c spam.lib ../libs/pythonXY.lib
260 The first command created three files: :file:`spam.obj`, :file:`spam.dll` and
261 :file:`spam.lib`.  :file:`Spam.dll` does not contain any Python functions (such
262 as :cfunc:`PyArg_ParseTuple`), but it does know how to find the Python code
263 thanks to :file:`pythonXY.lib`.
265 The second command created :file:`ni.dll` (and :file:`.obj` and :file:`.lib`),
266 which knows how to find the necessary functions from spam, and also from the
267 Python executable.
269 Not every identifier is exported to the lookup table.  If you want any other
270 modules (including Python) to be able to see your identifiers, you have to say
271 ``_declspec(dllexport)``, as in ``void _declspec(dllexport) initspam(void)`` or
272 ``PyObject _declspec(dllexport) *NiGetSpamData(void)``.
274 Developer Studio will throw in a lot of import libraries that you do not really
275 need, adding about 100K to your executable.  To get rid of them, use the Project
276 Settings dialog, Link tab, to specify *ignore default libraries*.  Add the
277 correct :file:`msvcrtxx.lib` to the list of libraries.