Stabilité de l’API C¶
Unless documented otherwise, Python's C API is covered by the Backwards Compatibility Policy, PEP 387. Most changes to it are source-compatible (typically by only adding new API). Changing existing API or removing API is only done after a deprecation period or to fix serious issues.
CPython's Application Binary Interface (ABI) is forward- and backwards-compatible across a minor release (if these are compiled the same way; see Considérations relatives aux plateformes below). So, code compiled for Python 3.10.0 will work on 3.10.8 and vice versa, but will need to be compiled separately for 3.9.x and 3.11.x.
There are two tiers of C API with different stability expectations:
Unstable API, may change in minor versions without a deprecation period. It is marked by the
PyUnstable
prefix in names.Limited API, is compatible across several minor releases. When
Py_LIMITED_API
is defined, only this subset is exposed fromPython.h
.
These are discussed in more detail below.
Names prefixed by an underscore, such as _Py_InternalState
,
are private API that can change without notice even in patch releases.
If you need to use this API, consider reaching out to
CPython developers
to discuss adding public API for your use case.
Unstable C API¶
Any API named with the PyUnstable
prefix exposes CPython implementation
details, and may change in every minor release (e.g. from 3.9 to 3.10) without
any deprecation warnings.
However, it will not change in a bugfix release (e.g. from 3.10.0 to 3.10.1).
It is generally intended for specialized, low-level tools like debuggers.
Projects that use this API are expected to follow CPython development and spend extra effort adjusting to changes.
ABI stable¶
For simplicity, this document talks about extensions, but the Limited API and Stable ABI work the same way for all uses of the API – for example, embedding Python.
Limited C API¶
Python 3.2 introduced the Limited API, a subset of Python's C API. Extensions that only use the Limited API can be compiled once and be loaded on multiple versions of Python. Contents of the Limited API are listed below.
-
Py_LIMITED_API¶
Définissez cette macro avant d’inclure
Python.h
pour n’inclure que l’API restreinte et indiquer sa version.Define
Py_LIMITED_API
to the value ofPY_VERSION_HEX
corresponding to the lowest Python version your extension supports. The extension will be ABI-compatible with all Python 3 releases from the specified one onward, and can use Limited API introduced up to that version.Il est recommandé de renseigner une version mineure minimale (par exemple
0x030A0000
pour Python 3.10) plutôt que d’utiliser directement la macroPY_VERSION_HEX
pour ne pas dépendre de la version de Python utilisée lors de la compilation.Vous pouvez aussi définir
Py_LIMITED_API
à3
. Cette valeur est équivalente à0x03020000
correspondant à Python 3.2, la première version à supporter l’API restreinte.
Stable ABI¶
To enable this, Python provides a Stable ABI: a set of symbols that will remain ABI-compatible across Python 3.x versions.
Note
The Stable ABI prevents ABI issues, like linker errors due to missing symbols or data corruption due to changes in structure layouts or function signatures. However, other changes in Python can change the behavior of extensions. See Python's Backwards Compatibility Policy (PEP 387) for details.
The Stable ABI contains symbols exposed in the Limited API, but also other ones – for example, functions necessary to support older versions of the Limited API.
Sur Windows les extensions qui utilisent l’ABI stable doivent être liées avec python3.dll
et non pas avec une bibliothèque spécifique à une version comme python39.dll
.
Sur certaines plateformes Python essaiera de charger une bibliothèque partagée dont le nom contient abi3
(par exemple mymodule.abi3.so
). Il ne vérifie pas si ces extensions respectent l’ABI stable. L’utilisateur (ou ses outils d’administration) doit s’assurer que les extensions compilées avec une version donnée de l’API restreinte, par exemple 3.10+, ne sont pas utilisées avec des versions plus anciennes de Python.
Toutes les fonctions de l’ABI stable sont présentes dans la bibliothèque dynamique de Python en tant que fonction, et pas uniquement comme macro. Elles peuvent donc être utilisées avec des langages qui n’utilisent pas le pré-processeur C.
Porté de l’API restreinte et performance¶
L’objectif de l’API restreinte est de permettre l’ensemble des opérations possibles avec l’API C étendue, mais peut avoir un impact sur les performances.
Par exemple la fonction PyList_GetItem()
est disponible, mais la macro « dangereuse » PyList_GET_ITEM()
ne l’est pas. Cette macro peut être plus rapide car elle dépend de détails d’implémentation spécifique à l’objet list
.
Si Py_LIMITED_API
n’est pas défini certaines fonctions de l’API C seront remplacées par des macros ou une version en-ligne. Définir Py_LIMITED_API
désactive cette optimisation, permettant de se garantir contre les évolutions des structures de données utilisées par Python, et peut réduire les performances.
En omettant la définition de Py_LIMITED_API
il est possible de compiler une extension utilisant l’API restreinte avec une version spécifique de l’ABI. Les performances seront meilleures pour cette version de Python, mais la compatibilité sera réduite. Compiler en définissant Py_LIMITED_API
produira une extension qui peut être utilisée quand une variante spécifique à une version n’est pas disponible — par exemple pour une version alpha de Python.
Inconvénients de l’API restreinte¶
Note that compiling with Py_LIMITED_API
is not a complete guarantee that
code conforms to the Limited API or the Stable ABI. Py_LIMITED_API
only covers definitions, but an API also
includes other issues, such as expected semantics.
Une des limitations est que Py_LIMITED_API
ne protège pas contre l’appel d’une fonction avec des arguments qui sont invalides pour une version de Python plus ancienne. Par exemple considérons une fonction qui accepte NULL
comme argument à partir de 3.9. NULL
permet maintenant d’utiliser le comportement par défaut, mais Python 3.8 essayera d’accéder à l’objet pointé et dé-référencera NULL
, causant un crash. Des problèmes similaires peuvent se produire avec les attributs des structures.
Un autre problème est que certains attributs ne sont pas encore cachés lorsque Py_LIMITED_API
est défini, même s’ils ne font pas partie de l’API restreinte.
Pour ces raisons il est recommandé de tester une extension avec l’ensemble des versions mineures supportées de Python, et généralement de la compiler avec la plus ancienne de ces versions.
Il est aussi recommandé de vérifier la documentation de toutes les API utilisées pour vérifier qu’elles fassent bien partie de l’API restreinte. Même lorsque Py_LIMITED_API
est défini quelques fonctions privées peuvent être exposées aux utilisateurs pour des raisons techniques, ou par erreur.
Notez aussi que l’API restreinte n’est pas forcément stable : compiler avec Python 3.8 en définissant Py_LIMITED_API
garanti que l’extension fonctionnera avec Python 3.12, mais pas qu’elle pourra être compilée avec Python 3.12. En particulier certaines parties de l’API restreinte peuvent être dépréciées et retirées tant que l’ABI stable n’est pas modifiée.
Considérations relatives aux plateformes¶
ABI stability depends not only on Python, but also on the compiler used, lower-level libraries and compiler options. For the purposes of the Stable ABI, these details define a “platform”. They usually depend on the OS type and processor architecture
Les distributeurs de Python doivent s’assurer que toutes les versions de Python pour une plateforme donnée sont compilées de manière à ne pas rompre la compatibilité de l’ABI stable. C’est le cas des versions produites pour Windows et macOS de python.org
et de la plupart des distributions tierces.
Contenu de l’API restreinte¶
Currently, the Limited API includes the following items:
PyBaseObject_Type
PyByteArrayIter_Type
PyBytesIter_Type
PyBytes_DecodeEscape()
PyBytes_Repr()
PyCFunction_GetFlags()
PyCFunction_GetFunction()
PyCFunction_GetSelf()
PyCFunction_Type
PyCapsule_Type
PyClassMethodDescr_Type
PyDictItems_Type
PyDictIterItem_Type
PyDictIterKey_Type
PyDictIterValue_Type
PyDictKeys_Type
PyDictProxy_Type
PyDictRevIterItem_Type
PyDictRevIterKey_Type
PyDictRevIterValue_Type
PyDictValues_Type
PyEllipsis_Type
PyEnum_Type
PyErr_Display()
PyErr_ProgramText()
PyExc_ArithmeticError
PyExc_AssertionError
PyExc_AttributeError
PyExc_BaseException
PyExc_BaseExceptionGroup
PyExc_BlockingIOError
PyExc_BrokenPipeError
PyExc_BufferError
PyExc_BytesWarning
PyExc_ChildProcessError
PyExc_ConnectionAbortedError
PyExc_ConnectionError
PyExc_ConnectionRefusedError
PyExc_ConnectionResetError
PyExc_DeprecationWarning
PyExc_EOFError
PyExc_EncodingWarning
PyExc_EnvironmentError
PyExc_Exception
PyExc_FileExistsError
PyExc_FileNotFoundError
PyExc_FloatingPointError
PyExc_FutureWarning
PyExc_GeneratorExit
PyExc_IOError
PyExc_ImportError
PyExc_ImportWarning
PyExc_IndentationError
PyExc_IndexError
PyExc_InterruptedError
PyExc_IsADirectoryError
PyExc_KeyError
PyExc_KeyboardInterrupt
PyExc_LookupError
PyExc_MemoryError
PyExc_ModuleNotFoundError
PyExc_NameError
PyExc_NotADirectoryError
PyExc_NotImplementedError
PyExc_OSError
PyExc_OverflowError
PyExc_PendingDeprecationWarning
PyExc_PermissionError
PyExc_ProcessLookupError
PyExc_RecursionError
PyExc_ReferenceError
PyExc_ResourceWarning
PyExc_RuntimeError
PyExc_RuntimeWarning
PyExc_StopAsyncIteration
PyExc_StopIteration
PyExc_SyntaxError
PyExc_SyntaxWarning
PyExc_SystemError
PyExc_SystemExit
PyExc_TabError
PyExc_TimeoutError
PyExc_TypeError
PyExc_UnboundLocalError
PyExc_UnicodeDecodeError
PyExc_UnicodeEncodeError
PyExc_UnicodeError
PyExc_UnicodeTranslateError
PyExc_UnicodeWarning
PyExc_UserWarning
PyExc_ValueError
PyExc_Warning
PyExc_WindowsError
PyExc_ZeroDivisionError
PyExceptionClass_Name()
PyFilter_Type
PyGILState_STATE
PyGetSetDescr_Type
PyListIter_Type
PyListRevIter_Type
PyLongRangeIter_Type
PyMap_Type
PyMemberDescr_Type
PyMemoryView_Type
PyMethodDescr_Type
PyModuleDef_Base
PyModuleDef_Type
PyOS_InterruptOccurred()
PyOS_mystricmp()
PyOS_mystrnicmp()
PyObject_DelItemString()
PyObject_SelfIter()
PyRangeIter_Type
PyRange_Type
PyReversed_Type
PySequence_In()
PySetIter_Type
PySuper_Type
PyThread_GetInfo()
PyThread_acquire_lock()
PyThread_acquire_lock_timed()
PyThread_allocate_lock()
PyThread_exit_thread()
PyThread_free_lock()
PyThread_get_stacksize()
PyThread_get_thread_ident()
PyThread_get_thread_native_id()
PyThread_init_thread()
PyThread_release_lock()
PyThread_set_stacksize()
PyThread_start_new_thread()
PyTraceBack_Here()
PyTraceBack_Print()
PyTraceBack_Type
PyTupleIter_Type
PyUnicodeIter_Type
PyUnicode_Append()
PyUnicode_AppendAndDel()
PyUnicode_AsDecodedObject()
PyUnicode_AsDecodedUnicode()
PyUnicode_AsEncodedObject()
PyUnicode_AsEncodedUnicode()
PyUnicode_BuildEncodingMap()
PyUnicode_DecodeCodePageStateful()
PyUnicode_FromOrdinal()
PyUnicode_GetDefaultEncoding()
PyUnicode_Partition()
PyUnicode_RPartition()
PyUnicode_RSplit()
PyUnicode_Resize()
PyVarObject.ob_base
PyWeakReference
PyWrapperDescr_Type
PyZip_Type
Py_FileSystemDefaultEncodeErrors
Py_FileSystemDefaultEncoding
Py_GetRecursionLimit()
Py_HasFileSystemDefaultEncoding
Py_MakePendingCalls()
Py_SetRecursionLimit()
Py_UTF8Mode
Py_intptr_t
Py_uintptr_t
ssizessizeargfunc
ssizessizeobjargproc
symtable