Расширение расширения setuptools для использования CMake в setup.py?
Я пишу расширение Python, которое связывает библиотеку С++, и я использую cmake для помощи в процессе сборки. Это означает, что прямо сейчас, единственный способ, которым я знаю, как связать его, я должен сначала скомпилировать их с cmake, прежде чем я смогу запустить setup.py bdist_wheel. Должен быть лучший способ.
Мне было интересно, возможно ли (или кто-то пытался) вызвать CMake как часть процесса сборки setup.py ext_modules? Я предполагаю, что есть способ создать подкласс чего-то, но я не уверен, где искать.
Я использую CMake, потому что он дает мне гораздо больше возможностей для создания расширений библиотек c и С++ со сложными строками сборки, как и я. Кроме того, я могу легко создавать расширения Python непосредственно с cmake с помощью команды PYTHON_ADD_MODULE() в findPythonLibs.cmake. Я просто хочу, чтобы это было всего на один шаг.
Ответы
Ответ 1
В основном вам нужно переопределить build_ext
команд build_ext
в вашем build_ext
setup.py
и зарегистрировать его в классах команд. В своем пользовательском значении build_ext
настройте и вызовите cmake
для настройки, а затем сборки модулей расширения. К сожалению, официальные документы довольно лаконичны относительно того, как реализовать пользовательские команды distutils
(см. Расширение Distutils); Я считаю гораздо более полезным изучать код команд напрямую. Например, вот исходный код команды build_ext
.
Пример проекта
Я подготовил простой проект, состоящий из одного расширения C foo
и модуля python spam.eggs
:
so-42585210/
├── spam
│ ├── __init__.py # empty
│ ├── eggs.py
│ ├── foo.c
│ └── foo.h
├── CMakeLists.txt
└── setup.py
Файлы для тестирования установки
Это всего лишь несколько простых заглушек, которые я написал для проверки сценария установки.
spam/eggs.py
(только для проверки вызовов библиотеки):
from ctypes import cdll
import pathlib
def wrap_bar():
foo = cdll.LoadLibrary(str(pathlib.Path(__file__).with_name('libfoo.dylib')))
return foo.bar()
spam/foo.c
:
#include "foo.h"
int bar() {
return 42;
}
spam/foo.h
:
#ifndef __FOO_H__
#define __FOO_H__
int bar();
#endif
CMakeLists.txt
:
cmake_minimum_required(VERSION 3.10.1)
project(spam)
set(src "spam")
set(foo_src "spam/foo.c")
add_library(foo SHARED ${foo_src})
Сценарий установки
Здесь происходит волшебство. Конечно, есть много возможностей для улучшений - вы можете передать дополнительные опции классу CMakeExtension
если вам нужно (для получения дополнительной информации о расширениях см. Building C и C++ Extensions), сделайте параметры CMake настраиваемыми с помощью setup.cfg
путем переопределения методов initialize_options
finalize_options
и т.д.
import os
import pathlib
from setuptools import setup, Extension
from setuptools.command.build_ext import build_ext as build_ext_orig
class CMakeExtension(Extension):
def __init__(self, name):
# don't invoke the original build_ext for this special extension
super().__init__(name, sources=[])
class build_ext(build_ext_orig):
def run(self):
for ext in self.extensions:
self.build_cmake(ext)
super().run()
def build_cmake(self, ext):
cwd = pathlib.Path().absolute()
# these dirs will be created in build_py, so if you don't have
# any python sources to bundle, the dirs will be missing
build_temp = pathlib.Path(self.build_temp)
build_temp.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
extdir = pathlib.Path(self.get_ext_fullpath(ext.name))
extdir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)
# example of cmake args
config = 'Debug' if self.debug else 'Release'
cmake_args = [
'-DCMAKE_LIBRARY_OUTPUT_DIRECTORY=' + str(extdir.parent.absolute()),
'-DCMAKE_BUILD_TYPE=' + config
]
# example of build args
build_args = [
'--config', config,
'--', '-j4'
]
os.chdir(str(build_temp))
self.spawn(['cmake', str(cwd)] + cmake_args)
if not self.dry_run:
self.spawn(['cmake', '--build', '.'] + build_args)
os.chdir(str(cwd))
setup(
name='spam',
version='0.1',
packages=['spam'],
ext_modules=[CMakeExtension('spam/foo')],
cmdclass={
'build_ext': build_ext,
}
)
тестирование
Постройте колесо проекта, установите его. Тестовая библиотека установлена:
$ pip show -f spam
Name: spam
Version: 0.1
Summary: UNKNOWN
Home-page: UNKNOWN
Author: UNKNOWN
Author-email: UNKNOWN
License: UNKNOWN
Location: /Users/hoefling/.virtualenvs/stackoverflow/lib/python3.6/site-packages
Requires:
Files:
spam-0.1.dist-info/DESCRIPTION.rst
spam-0.1.dist-info/INSTALLER
spam-0.1.dist-info/METADATA
spam-0.1.dist-info/RECORD
spam-0.1.dist-info/WHEEL
spam-0.1.dist-info/metadata.json
spam-0.1.dist-info/top_level.txt
spam/__init__.py
spam/__pycache__/__init__.cpython-36.pyc
spam/__pycache__/eggs.cpython-36.pyc
spam/eggs.py
spam/libfoo.dylib
Запустите функцию оболочки из модуля spam.eggs
:
$ python -c "from spam import eggs; print(eggs.wrap_bar())"
42
Ответ 2
Я хотел бы добавить свой собственный ответ на это, как своего рода дополнение к тому, что описал хулиганство.
Спасибо, обманчиво, поскольку ваш ответ помог мне найти путь к написанию сценария установки почти таким же образом для моего собственного хранилища.
преамбула
Основной мотивацией для написания этого ответа является попытка "склеить" недостающие фрагменты. В OP не указывается природа разрабатываемого модуля C/C++ Python; Я хотел бы прояснить, что следующие шаги относятся к цепочке сборки C/C++ cmake, которая создает несколько файлов .dll
/.so
а также предварительно скомпилированный файл *.pyd
/so
в дополнение к некоторому универсальному. Файлы .py
которые нужно поместить в каталог скриптов.
Все эти файлы реализуются сразу после запуска команды сборки cmake... fun. Нет рекомендаций по созданию setup.py таким образом.
Поскольку setup.py подразумевает, что ваши сценарии будут частью вашего пакета/библиотеки и что файлы .dll
которые нужно .dll
, должны быть объявлены через раздел библиотек, с указанием источников и включенных каталогов, нет интуитивно понятного способа скажите setuptools, что все библиотеки, сценарии и файлы данных, являющиеся результатом одного вызова cmake -b
который произошел в build_ext
должны располагаться в своих соответствующих местах. Еще хуже, если вы хотите, чтобы этот модуль отслеживался с помощью setuptools и был полностью деинсталлируемым, то есть пользователи могут деинсталлировать его и при необходимости удалить все следы из своей системы.
Модуль, для которого я писал setup.py, это bpy, эквивалент .pyd
/.so
построения blender как модуля python, как описано здесь:
https://wiki.blender.org/wiki//User:Ideasman42/BlenderAsPyModule (более точные инструкции, но теперь мертвая ссылка) http://www.gizmoplex.com/wordpress/compile-blender-as-python-m odule/ (возможно, хуже инструкции, но, кажется, все еще в сети)
Вы можете проверить мой репозиторий на github здесь:
https://github.com/TylerGubala/blenderpy
Это мой мотив для написания этого ответа, и, надеюсь, поможет любому другому, пытающемуся достичь чего-то похожего, вместо того, чтобы выбрасывать свою цепочку сборки cmake или, что еще хуже, поддерживать две отдельные среды сборки. Я прошу прощения, если это не по теме.
Итак, что мне сделать, чтобы достичь этого?
-
Расширьте класс setuptools.Extension
собственным классом, который не содержит записей для свойств sources или libs
-
Расширьте класс setuptools.commands.build_ext.build_ext
собственным классом, в котором есть собственный метод, который выполняет мои необходимые шаги сборки (git, svn, cmake, cmake - -b uild)
-
Расширьте класс distutils.command.install_data.install_data
(yuck, distutils
... однако, похоже, что нет эквивалента setuputils) с моим собственным классом, чтобы пометить встроенные двоичные библиотеки во время создания записи в setuptools (установленный files.txt) такой, что
-
Библиотеки будут записаны и будут удалены с помощью pip uninstall package_name
-
Команда py setup.py bdist_wheel
будет работать нативно и может использоваться для предоставления предварительно скомпилированных версий вашего исходного кода.
-
Расширьте класс setuptools.command.install_lib.install_lib
собственным классом, который обеспечит перемещение собранных библиотек из их результирующей папки сборки в папку, в которую их ожидает setuptools (в Windows файлы .dll
будут помещены в папка bin/Release, а не там, где это ожидает setuptools)
-
Расширьте класс setuptools.command.install_scripts.install_scripts
собственным классом, чтобы файлы сценариев копировались в правильный каталог (Blender ожидает, что каталог 2.79 или любой другой каталог будет находиться в расположении сценариев)
-
После выполнения шагов сборки скопируйте эти файлы в известный каталог, который setuptools скопирует в каталог site-packages моей среды. На этом этапе оставшиеся классы setuptools и distutils могут записать запись instal-files.txt и будут полностью удалены!
Образец
Вот пример, более или менее из моего репозитория, но обрезанный для ясности более конкретных вещей (вы всегда можете зайти в репозиторий и посмотреть на это сами)
from distutils.command.install_data import install_data
from setuptools import find_packages, setup, Extension
from setuptools.command.build_ext import build_ext
from setuptools.command.install_lib import install_lib
from setuptools.command.install_scripts import install_scripts
import struct
BITS = struct.calcsize("P") * 8
PACKAGE_NAME = "example"
class CMakeExtension(Extension):
"""
An extension to run the cmake build
This simply overrides the base extension class so that setuptools
doesn't try to build your sources for you
"""
def __init__(self, name, sources=[]):
super().__init__(name = name, sources = sources)
class InstallCMakeLibsData(install_data):
"""
Just a wrapper to get the install data into the egg-info
Listing the installed files in the egg-info guarantees that
all of the package files will be uninstalled when the user
uninstalls your package through pip
"""
def run(self):
"""
Outfiles are the libraries that were built using cmake
"""
# There seems to be no other way to do this; I tried listing the
# libraries during the execution of the InstallCMakeLibs.run() but
# setuptools never tracked them, seems like setuptools wants to
# track the libraries through package data more than anything...
# help would be appriciated
self.outfiles = self.distribution.data_files
class InstallCMakeLibs(install_lib):
"""
Get the libraries from the parent distribution, use those as the outfiles
Skip building anything; everything is already built, forward libraries to
the installation step
"""
def run(self):
"""
Copy libraries from the bin directory and place them as appropriate
"""
self.announce("Moving library files", level=3)
# We have already built the libraries in the previous build_ext step
self.skip_build = True
bin_dir = self.distribution.bin_dir
# Depending on the files that are generated from your cmake
# build chain, you may need to change the below code, such that
# your files are moved to the appropriate location when the installation
# is run
libs = [os.path.join(bin_dir, _lib) for _lib in
os.listdir(bin_dir) if
os.path.isfile(os.path.join(bin_dir, _lib)) and
os.path.splitext(_lib)[1] in [".dll", ".so"]
and not (_lib.startswith("python") or _lib.startswith(PACKAGE_NAME))]
for lib in libs:
shutil.move(lib, os.path.join(self.build_dir,
os.path.basename(lib)))
# Mark the libs for installation, adding them to
# distribution.data_files seems to ensure that setuptools' record
# writer appends them to installed-files.txt in the package egg-info
#
# Also tried adding the libraries to the distribution.libraries list,
# but that never seemed to add them to the installed-files.txt in the
# egg-info, and the online recommendation seems to be adding libraries
# into eager_resources in the call to setup(), which I think puts them
# in data_files anyways.
#
# What is the best way?
# These are the additional installation files that should be
# included in the package, but are resultant of the cmake build
# step; depending on the files that are generated from your cmake
# build chain, you may need to modify the below code
self.distribution.data_files = [os.path.join(self.install_dir,
os.path.basename(lib))
for lib in libs]
# Must be forced to run after adding the libs to data_files
self.distribution.run_command("install_data")
super().run()
class InstallCMakeScripts(install_scripts):
"""
Install the scripts in the build dir
"""
def run(self):
"""
Copy the required directory to the build directory and super().run()
"""
self.announce("Moving scripts files", level=3)
# Scripts were already built in a previous step
self.skip_build = True
bin_dir = self.distribution.bin_dir
scripts_dirs = [os.path.join(bin_dir, _dir) for _dir in
os.listdir(bin_dir) if
os.path.isdir(os.path.join(bin_dir, _dir))]
for scripts_dir in scripts_dirs:
shutil.move(scripts_dir,
os.path.join(self.build_dir,
os.path.basename(scripts_dir)))
# Mark the scripts for installation, adding them to
# distribution.scripts seems to ensure that the setuptools' record
# writer appends them to installed-files.txt in the package egg-info
self.distribution.scripts = scripts_dirs
super().run()
class BuildCMakeExt(build_ext):
"""
Builds using cmake instead of the python setuptools implicit build
"""
def run(self):
"""
Perform build_cmake before doing the 'normal' stuff
"""
for extension in self.extensions:
if extension.name == 'example_extension':
self.build_cmake(extension)
super().run()
def build_cmake(self, extension: Extension):
"""
The steps required to build the extension
"""
self.announce("Preparing the build environment", level=3)
build_dir = pathlib.Path(self.build_temp)
extension_path = pathlib.Path(self.get_ext_fullpath(extension.name))
os.makedirs(build_dir, exist_ok=True)
os.makedirs(extension_path.parent.absolute(), exist_ok=True)
# Now that the necessary directories are created, build
self.announce("Configuring cmake project", level=3)
# Change your cmake arguments below as necessary
# Below is just an example set of arguments for building Blender as a Python module
self.spawn(['cmake', '-H'+SOURCE_DIR, '-B'+self.build_temp,
'-DWITH_PLAYER=OFF', '-DWITH_PYTHON_INSTALL=OFF',
'-DWITH_PYTHON_MODULE=ON',
f"-DCMAKE_GENERATOR_PLATFORM=x"
f"{'86' if BITS == 32 else '64'}"])
self.announce("Building binaries", level=3)
self.spawn(["cmake", "--build", self.build_temp, "--target", "INSTALL",
"--config", "Release"])
# Build finished, now copy the files into the copy directory
# The copy directory is the parent directory of the extension (.pyd)
self.announce("Moving built python module", level=3)
bin_dir = os.path.join(build_dir, 'bin', 'Release')
self.distribution.bin_dir = bin_dir
pyd_path = [os.path.join(bin_dir, _pyd) for _pyd in
os.listdir(bin_dir) if
os.path.isfile(os.path.join(bin_dir, _pyd)) and
os.path.splitext(_pyd)[0].startswith(PACKAGE_NAME) and
os.path.splitext(_pyd)[1] in [".pyd", ".so"]][0]
shutil.move(pyd_path, extension_path)
# After build_ext is run, the following commands will run:
#
# install_lib
# install_scripts
#
# These commands are subclassed above to avoid pitfalls that
# setuptools tries to impose when installing these, as it usually
# wants to build those libs and scripts as well or move them to a
# different place. See comments above for additional information
setup(name='my_package',
version='1.0.0a0',
packages=find_packages(),
ext_modules=[CMakeExtension(name="example_extension")],
description='An example cmake extension module',
long_description=open("./README.md", 'r').read(),
long_description_content_type="text/markdown",
keywords="test, cmake, extension",
classifiers=["Intended Audience :: Developers",
"License :: OSI Approved :: "
"GNU Lesser General Public License v3 (LGPLv3)",
"Natural Language :: English",
"Programming Language :: C",
"Programming Language :: C++",
"Programming Language :: Python",
"Programming Language :: Python :: 3.6",
"Programming Language :: Python :: Implementation :: CPython"],
license='GPL-3.0',
cmdclass={
'build_ext': BuildCMakeExt,
'install_data': InstallCMakeLibsData,
'install_lib': InstallCMakeLibs,
'install_scripts': InstallCMakeScripts
}
)
Как только setup.py
был создан таким образом, сборка модуля python так же проста, как запуск py setup.py
, который запустит сборку и создаст выходные файлы.
Рекомендуется создать колесо для пользователей через медленный интернет или тех, кто не хочет строить из источников. Для этого вам нужно установить пакет wheel
(py -m pip install wheel
) и произвести распределение колеса, выполнив py setup.py bdist_wheel
, а затем загрузить его, используя twine
как и любой другой пакет.