Python 3.8 已发布，那如何编译和调试最新的内核源码呢？

花下猫语：Python 的大版本 3.8 已发布。之前，我们分享过《Python 3.8 带来了哪些新鲜功能？》、《英文 | 快来尝鲜Python 3.8 的赋值表达式》，预告过这次更新。借着这个话题，今天分享一篇文章，介绍如何调试最新的 Python 内核源码。祝阅读愉快！

作者：shine-lee（本文经作者授权转载）

来源：https://www.cnblogs.com/shine-lee/p/11685775.html

剧照 | 《浓情巧克力》

写在前面

如果对 Python 源码感兴趣，那“窥探”其实现的最佳方式就是调教它，不，调试它。

获取源代码

Python 的官方默认实现为 CPython，即 C 语言实现（主要指解释器的实现，其他实现见 Other Interpreter Implementations）。CPython 的源代码可以从官网 pyhton.org 或者 github.com/python/cpython 获取，目前最新的稳定版本为 3.8.0，于 2019.10.14 发布。

这里，从官网 https://www.python.org/downloads/release/python-380/ 下载源码压缩包，如下图所示：

源代码的组织

解压后，目录结构如下

CPython 的源码组织结构如下，摘抄自 CPython Source Code Layout：

源码文件分门别类存放，而且，无论是 py实现的标准库、c实现的标准库、内置数据类型还是内置函数，在和目录下都有与之对应的 test_x.py 测试文件和 rst 文档文件（对于内置数据类型和函数，其文档集中保存在 stdtypes.rst 和 functions.rst）。比如，内置类型位于文件中。

下面正式开始编译 CPython。

windows下编译CPython

据 Compile and build on Windows，Python3.6 及之后的版本可以使用 VS2017 编译，安装 VS2017 时，记得勾选Python development和Python native development tools，有备无患。

安装好 VS2017 后，双击，打开解决方案。因为我们的关注点仅在 Python 内核和解释器部分，所以仅编译 python和pythoncore，其他模块暂时忽略，具体地，

切换到debug win32

右键解决方案属性配置属性

仅勾选项目python和pythoncore

确定

此时再“生成解决方案”，生成目录为，内容如下，含解释器 python_d.exe 和内核 python38_d.dll

接下来，将项目 python 设为启动项目（默认状态即是启动项目），点击调试，运行得到如下控制台，可以像平时使用 python 一样，与之交互。

如果想生成全部模块，需要运行下载依赖，再编译，具体可参见 Build CPython on Windows。

调试CPython

只要程序能运行起来，一切就好办了。凭借“宇宙最强IDE”，我们可以任性地设断点调试甚至修改代码。

重新启动调试，弹出控制台。在上面我们知道类型位于文件，打开文件，简单浏览后在函数入口处打个断点。

然后，在弹出的控制台中输入来创建对象，回车，程序停在了断点处，查看变量的值为 1——恰为我们输入的数值，这个函数会跟根据输入的 C long int 创建一个 int 对象，返回对象指针。

再来看看函数调用堆栈，如下图所示：

调用顺序从下至上，从中可以推断出：

从python_d.exe的入口main运行起来后，进入python38_d.dll

从标准输入stdin中读取键入的字符串

解析字符串，建立了语法树AST（abstract syntax tree）

解析语法树中的节点，判断字符为number，将字符串转化为C long int

由C long int创建Python的对象

继续运行，弹出的控制台中光标前出现，等待输入。这时如果我们点击调试中的停止按钮（全部中断），会发现程序停在文件函数中的一行，

为 WINAPI，详见 ReadConsole function，其等待并读取控制台的输入，读取的字符保存在中。如果有输入，则进入上面的流程，解析建立语法树……

小结

至此，我们揭开了 Python 面纱的一角——不过是一个可运行、可调试的程序而已（微笑）。

参考

Directory structure

reStructuredText

Extended Backus–Naur form

Exploring CPython’s Internals

Compile and build on Windows