#Linux杂记--将Python3的源码编译为.so文件方法与Linux环境下的交叉编译方法

引言

        众所周知，Python 是跨平台的解释性语言，我们可以将 Python 源码文件不做任何修改的移动到其他平台上运行。但如果在某些情况下我们仅需要在某个平台上运行，那么就可以考虑将 Python 源码文件编译为 .so 文件，因为这可以带来以下好处：

• 源码保护：.so文件本身不具有可读性且可以被加密，因此可以防止源码被泄露。这可以保护Python代码的知识产权。
• 代码重用：.so文件可以被其他语言的程序调用，因此可以方便地将Python代码部署到其他语言的环境中。这可以提高代码的复用性和可移植性。
• 性能提升：由于.so文件是动态链接库，因此可以直接加载到内存中，而不需要先将Python解释器加载到内存中，因此可以提高程序的运行速度。根据测试，将Python源码编译为.so文件后，程序的运行速度可以提高10%~20%。
• 文件大小减小：.so文件只包含Python代码的字节码，而不需要包含Python解释器，因此文件大小通常要比Python源文件小很多。这可以方便地将Python代码部署到嵌入式设备等资源受限的环境中。

---

正文

        1.编写一个 setup.py 文件，内容如下：

from distutils.core import setup
from Cython.Build import cythonize

setup(ext_modules=cythonize(['test.py'], compiler_directives={"language_level": "3"}))
1
2
3
4

        2.编写 test.py 文件，示例如下：

def say_hello():
	print('hello')
1
2

        3.在终端中运行命令：

python3 setup.py build_ext
1

        4.目录中会出现 test.c 文件以及 build 文件夹，其中 test.c 文件就是 test.py 的 C 语言实现，build/lib.xxx 里的就是我们需要的 .so 文件了，将 build 中的 .so 文件移出即可使用：

# 删除当前的 test.py 文件
rm test.py
# 不同平台的路径不一样，读者自行查看
cp build/lib.macosx-14.0-arm64-cpython-311/test.cpython-311-darwin.so .
# 测试结果，有 hello 输出表示成功
python3 -c "import test;test.say_hello()"
1
2
3
4
5
6

交叉编译方法

        上述方法只能生成本机操作系统和处理器架构下的 so 文件，如果想要生成其它平台和处理器架构的 so 文件，就需要使用交叉编译，笔者在此记录一下实现方法。
        注：笔者使用的是 ubuntu 22.04 处理器架构为 aarch64，想要生成 ubuntu 22.04 处理器架构为 x86_64 的 so 文件。

        1.安装相关依赖：

sudo aptitude update
sudo aptitude install wget make unzip file gawk gcc g++ autoconf flex texinfo help2man patch libncurses5-dev

wget https://mirror.easyname.at/gnu/libtool/libtool-2.4.7.tar.gz
tar -xzvf libtool-2.4.7.tar.gz
cd libtool-2.4.7
./configure
make
sudo make install

wget https://mirror.easyname.at/gnu/bison/bison-3.8.2.tar.gz
tar -xzvf bison-3.8.2.tar.gz 
cd bison-3.8.2
./configure 
make
sudo make install
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16

        2.下载并解压交叉编译工具：

wget http://crosstool-ng.org/download/crosstool-ng/crosstool-ng-1.26.0.tar.xz
xz -d crosstool-ng-1.26.0.tar.xz
tar -xvf crosstool-ng-1.26.0.tar
1
2
3

        3.安装，最好一步一步运行，每一步都需要读者注意检查一下是否有错，因为有可能会缺失某些依赖，需要读者手动安装一下：

# 每一步都需要读者注意检查一下是否有错
./bootstrap
./configure
make
sudo make install
1
2
3
4
5

        4.构建交叉编译环境

# 查看所有支持的目标平台列表
ct-ng list-samples
# 选择目标平台列表
ct-ng x86_64-ubuntu16.04-linux-gnu
# 构建交叉编译工具
ct-ng build
1
2
3
4
5
6

        5.在主目录中就会发现名为 x-tools 的文件夹，里面就包含了目标平台的编译工具，直接使用即可。