构建系统

概述

CPython 为不同平台有不同的构建系统

类 Unix 系统（Linux、macOS、BSD）：使用 Autoconf/configure/make
Windows：使用 PCbuild 目录中的 Visual Studio 项目文件
交叉编译：针对 iOS、Android 和 WebAssembly 等平台的特殊配置

构建过程通常包括

检测平台功能和库
配置构建参数
编译 Python 核心和扩展模块
构建安装程序或包

来源：configure.ac1-102 Makefile.pre.in1-20 PCbuild/pythoncore.vcxproj1-20

类 Unix 构建系统

Configure 脚本

Unix 构建系统依赖 GNU Autoconf 从 configure.ac 创建一个 configure 脚本。该脚本会检测系统功能并生成构建所需的必要文件。

重新生成 configure 脚本（仅 CPython 开发者需要）

make regen-configure

运行 configure 时，您可以指定各种选项来定制构建

./configure --with-pydebug --enable-shared

来源：configure.ac11-26 configure1-60 Doc/using/configure.rst9-30

构建流程

配置完成后，您将使用 GNU Make 构建 Python

常用 make 目标

make：构建 Python
make test：运行测试套件
make install：安装 Python
make clean：清理构建产物
make regen-all：重新生成各种构建时生成的文件

来源：Makefile.pre.in270-305 Makefile.pre.in582-585

Windows 构建系统

Windows 构建系统使用 PCbuild 目录中的 Visual Studio 项目文件。

要在 Windows 上构建 Python，您可以使用：

PCbuild\build.bat -p x64 -c Release

选项包括：

-p：平台 (Win32, x64, ARM, ARM64)
-c：配置 (Debug, Release, PGInstrument, PGUpdate)
-d：Debug 构建（等同于 -c Debug）
--experimental-jit：启用实验性 JIT 编译器

来源：PCbuild/pythoncore.vcxproj1-30 PCbuild/_freeze_module.vcxproj1-50

模块配置

Python 模块可以被

内置（作为核心解释器的一部分）
静态链接（编译到 Python 可执行文件/库中）
动态链接（构建为独立的 .so/.pyd 文件）

在 Unix 系统中，模块配置由以下文件控制：

Modules/Setup：配置哪些模块是静态构建的
Modules/Setup.bootstrap.in：配置引导所需模块

Windows 模块配置由 PCbuild 目录中的各种 .vcxproj 文件控制。

来源：Modules/Setup1-10 Makefile.pre.in21-27 PCbuild/pythoncore.vcxproj100-116

构建优化

CPython 支持多种构建优化

Profile-Guided Optimization (PGO) - 配置文件引导优化

PGO 通过使用从代表性工作负载运行中收集的配置文件数据来提高性能。

./configure --enable-optimizations

这会运行带有代码插桩的 Python，收集配置文件数据，然后用优化后的配置重新构建。

Binary Optimization and Layout Tool (BOLT) - 二进制优化和布局工具

BOLT 是一个链接后优化器，它重新排列代码以获得更好的指令缓存使用率。

./configure --enable-bolt

在安装了 LLVM 工具的 Linux 上可用。

JIT 编译器

Python 3.13+ 包含一个实验性 JIT 编译器。

./configure --enable-experimental-jit

适用于Windows

PCbuild\build.bat --experimental-jit

来源：configure.ac332-375 .github/workflows/jit.yml40-55 Makefile.pre.in333-347

Free-Threading 构建（无 GIL）

CPython 3.13+ 支持一个实验性构建，其中全局解释器锁 (GIL) 被禁用。

./configure --disable-gil

适用于Windows

PCbuild\build.bat --disable-gil

这定义了 Py_GIL_DISABLED 宏，并在 sys.abiflags 中添加 "t"。

来源：configure.ac289-302 .github/workflows/reusable-ubuntu.yml95-100

生成的代码

CPython 包含各种作为构建过程一部分的生成文件。

重新生成所有生成的文件

make regen-all
make regen-stdlib-module-names
make regen-limited-abi
make regen-configure

来源：Doc/using/configure.rst68-96 Makefile.pre.in572-583

CI/CD 流水线

CPython 使用 GitHub Actions 进行持续集成

CI 系统在多个平台和配置上构建和测试 Python，包括：

Windows (Win32, x64, ARM64)
macOS (Intel 和 Apple Silicon)
Ubuntu (x86_64 和 ARM64)
WASI (WebAssembly)
专用构建（free-threading、JIT、thread sanitizer）

来源： .github/workflows/build.yml24-39 .github/workflows/reusable-windows.yml22-36 .github/workflows/reusable-macos.yml22-37 .github/workflows/reusable-ubuntu.yml27-44

交叉编译

CPython 支持交叉编译各种平台

关键的交叉编译选项

--with-build-python: 指定构建主机的 Python 解释器
--host: 指定目标平台三元组

对于 WebAssembly (WASI) 构建，还需要 WASI SDK 等附加工具。

来源： configure.ac148-177 .github/workflows/reusable-wasi.yml14-32 Makefile.pre.in176-208

配置选项

configure 脚本支持许多选项。一些重要的选项包括

选项	描述
`--enable-shared`	构建共享 Python 库 (`libpython3.x.so`)
`--with-pydebug`	构建带调试符号的 Python
`--enable-optimizations`	启用基于配置文件的优化 (PGO)
`--enable-bolt`	启用二进制优化和布局工具 (BOLT)
`--disable-gil`	构建时支持自由线程（无 GIL）
`--enable-experimental-jit`	启用实验性 JIT 编译器
`--with-openssl`	指定用于 SSL/TLS 支持的 OpenSSL 目录
`--with-system-expat`	使用系统提供的 Expat 库
`--with-ensurepip`	在安装 Python 时安装 pip

有关完整列表，请运行 ./configure --help 或参考配置过程页面。

来源： Doc/using/configure.rst99-158 configure.ac1042-1175

总结

CPython 构建系统是一个复杂但灵活的系统，它适应多种平台、配置和优化技术。它允许 Python 使用不同的功能、优化以及为各种目标平台进行构建。