如何在 Windows 上使用 MinGW-w64 创建 C 扩展/嵌入 Python答案

【问题标题】：How to create C-extension/embed Python with MinGW-w64 on Windows如何在 Windows 上使用 MinGW-w64 创建 C 扩展/嵌入 Python
【发布时间】：2022-01-10 15:19:14
【问题描述】：

是否可以（以及如何）使用 MinGW-w64 为 Python 构建 C 扩展或在 Windows 上嵌入 Python？

我们以下面的 cython-extension foo.pyx 为例：

print("foo loaded")

如果应该嵌入解释器，则可以通过cython -3 foo.pyx 或cython -3 --embed foo.pyx 从中生成 C 代码。

【问题讨论】：

标签： python cython mingw-w64

【解决方案1】：

虽然 mingw-w64-compiler 并不真正受支持（唯一支持的 Windows 编译器是 MSVC），但它可用于创建 C 扩展或嵌入 Python。但是不能保证，这不会在未来的版本中中断。

distutils 不支持mingw-w64，因此设置 setup.py 文件没有任何好处 - 必须手动执行这些步骤。

首先我们需要distutils提供的一些信息：

标题： 我们需要 Python 包含的路径。有关找到它们的方法，请参阅SO-post。
DLL： mingw-w64 的链接器与 MSVC 的工作方式不同：需要 python-dll 和 not python-lib。所以我们需要pythonXY.dll 的路径，通常在python.exe 旁边。

创建/生成 C 代码后，可以通过以下方式构建扩展

x86_64-w64-mingw32-gcc -shared foo.c -DMS_WIN64 -O2 <other_options> -I <path_to_python_include> -L <path_to_python_dll> -lpython37 -o foo.pyd

重要的细节是：

可能只使用-O2 进行优化并将<other_options> 留空-
定义MS_WIN64-macro 很重要（例如，通过-DMS_WIN64）。为了在 Windows 上构建 x64，必须设置它，但它只能开箱即用 for MSVC（定义 _WIN64 可能会产生略微不同的结果）：

#ifdef _WIN64
#define MS_WIN64
#endif

如果不这样做，至少对于 Cython 生成的文件，编译器将生成以下错误消息：

 error: enumerator value for ‘__pyx_check_sizeof_voidp’ is not an integer constant
  201 |     enum { __pyx_check_sizeof_voidp = 1 / (int)(SIZEOF_VOID_P == sizeof(void*)) };

pyd只是一个伪装的dll，因此我们需要-shared选项，这意味着将创建一个动态库（即Linux世界中的共享对象）。
重要的是，python 库 (pythonXY) 应该是 dll 本身，而不是 lib（参见 SO-post）。我们使用pythonXY.dll（在我的例子中是python37）的路径而不是pythonXY.lib，因为它是MSVC的情况。

可能应该为生成的 pyd 文件添加正确的后缀，为了简单起见，我在这里使用旧的约定。

嵌入式 Python：

在这种情况下，应该构建一个可执行文件（例如，C 文件由 Cython 生成，带有--embed 选项：cython -3 --embed foo.pyx），因此命令行如下所示：

x86_64-w64-mingw32-gcc foo.c -DMS_WIN64 -O2 <other_options> -I <path_to_python_include> -L <path_to_python_dll> -lpython37 -o foo.exe -municode

有两个重要的区别：

-shared 不应再使用，因为结果不再是动态库（毕竟 *.pyd-file 就是这样），而是可执行文件。
-municode 是必需的，因为对于 Windows，Cython 定义 int wmain(int argc, wchar_t **argv) 而不是 int main(int argc, char** argv)。如果没有此选项，则会出现类似的错误消息

/build/mingw-w64-_1w3Xm/mingw-w64-4.0.4/mingw-w64-crt/crt/crt0_c.c:18: undefined reference to 'WinMain'
collect2: error: ld returned 1 exit status

会出现（有关详细信息，请参阅此SO-post）。

注意：要运行生成的可执行文件，需要一个完整的 python 分发版（不仅是 dll）（另请参阅SO-post），否则生成的可执行文件将因错误而中止（没有找到 python dll 或 python 安装或站点包 - 取决于运行 exe 的机器的配置）。

mingw-w64 也可以在 Linux 上用于 Windows 的交叉编译，请参阅此SO-post。

【讨论】：