在 Windows 上编译用 Zig 编写的 CPython 扩展

我无法使用典型的方法使用 Zig 创建 Python 模块，但我已经能够使用 wheel 模块创建模块，这些模块链接使用 Zig 编译的 DLL 文件，然后可以使用 Pip 安装这些文件。这是一个最小的例子。setuptools

如果您的系统上尚未安装 setuptools 和 wheel 模块，则需要先安装它们。我从这个内容丰富的 SO 答案中获得了灵感。

创建如下所示的目录结构：

hello_zig_mod/
|
|-- setup.py
|
|-- hello/
    |
    |-- __init__.py
    |
    |-- hello.zig

该文件是将编译为 DLL 的 Zig 代码：hello.zig

const std = @import("std");

pub export fn message(msg: [*c]const u8) void {
    std.debug.print("Hello, {s}!\n", .{std.mem.span(msg)});
}

该文件是用于初始化模块的 Python 文件。它链接到 DLL 并将其中的函数包装在 Python 函数中：__init__.pymessage

from ctypes import *
import os
lib_path = os.path.join(os.path.dirname(__file__), 'hello.dll')
lib = CDLL(lib_path)

def message(msg):
    lib.message(bytes(msg, 'utf-8'))

该文件用于构建可由 Pip 安装的轮子。您可以在我上面链接的答案中阅读有关此文件详细信息的更多信息。setup.py

from setuptools import setup, Distribution

class BinaryDistribution(Distribution):
    def has_ext_modules(foo):
        return True

setup(
    name="hello",
    packages=['hello'],
    package_data={
        'hello':['hello.dll'],
    },
    distclass=BinaryDistribution
)

进入目录并使用 Zig 编译器构建一个动态库。hello/

> zig build-lib .\hello.zig -dynamic

这将生成 DLL 以及其他一些项目。现在回到目录并构建轮子：hello_zig_mod

> python setup.py bdist_wheel

这会将轮子与其他工件一起构建为文件。您现在终于可以使用 Pip 安装轮子了：dist\.whl

> pip install .\dist\hello-0.0.0-cp312-cp312-win_amd64.whl

签入 Python REPL：

>>> import hello
>>> hello.message("Zig Module")
Hello, Zig Module!

看过这个视频 https://www.youtube.com/watch?v=9q-LHP7cMfg 我意识到我所需要的只是将我的 simple.dll重命名为 simple.pyd

这是一个最小的工作示例。创建 simple.zig，如下所示

const py = @cImport({
    @cDefine("PY_SSIZE_T_CLEAN", {});
    @cInclude("Python.h");
});
const std = @import("std");
const print = std.debug.print;

const PyObject = py.PyObject;
const PyMethodDef = py.PyMethodDef;
const PyModuleDef = py.PyModuleDef;
const PyModuleDef_Base = py.PyModuleDef_Base;
const Py_BuildValue = py.Py_BuildValue;
const PyModule_Create = py.PyModule_Create;
const METH_NOARGS = py.METH_NOARGS;

fn hello(self: [*c]PyObject, args: [*c]PyObject) callconv(.C) [*]PyObject {
    _ = self;
    _ = args;
    print("welcome to ziglang\n", .{});
    return Py_BuildValue("");
}

var Methods = [_]PyMethodDef{
    PyMethodDef{
        .ml_name = "hello",
        .ml_meth = hello,
        .ml_flags = METH_NOARGS,
        .ml_doc = null,
    },
    PyMethodDef{
        .ml_name = null,
        .ml_meth = null,
        .ml_flags = 0,
        .ml_doc = null,
    },
};

var module = PyModuleDef{
    .m_base = PyModuleDef_Base{
        .ob_base = PyObject{
            .ob_refcnt = 1,
            .ob_type = null,
        },
        .m_init = null,
        .m_index = 0,
        .m_copy = null,
    },
    .m_name = "simple",
    .m_doc = null,
    .m_size = -1,
    .m_methods = &Methods,
    .m_slots = null,
    .m_traverse = null,
    .m_clear = null,
    .m_free = null,
};

pub export fn PyInit_simple() [*]PyObject {
    return PyModule_Create(&module);
}

构建 simple.zig 以获取 simple.dll

zig build-lib -lc -dynamic -I"<directory containing Python.h>" -L"<directory containing python3.lib>" -l"python3" simple.zig

将 simple.dll 重命名为 simple.pyd

在包含 simple.pyd 的目录中运行 python.exe（python.exe 的 3.X 版本必须与您链接的 python3.lib 匹配）

>>> import simple
>>> simple.hello()
welcome to ziglang