使用 Python Ctypes 将结构指针传递给 DLL 函数

Question

我正在尝试使用 Python ctypes 访问 DLL 文件中的函数。提供的功能说明如下。

Prototype: Picam_ConnectDemoCamera( PicamModel model,
                                    const pichar* serial_number,
                                    PicamCameraID* id )

Description: Virtually connects the software-simulated 'model' with 'serial_number'
and returns the camera id in `_id_`
Notes: `_id_` is optional and can be null

该函数引用了 DLL 中定义的一些变量类型。接下来描述这些变量

PicamModel
Type: enum
Description: The camera model.

PicamCameraID
Type: Struct
- PicamModel model: _model_ is the camera model
- PicamComputerInterface computer_interface: computer_interface is the method of
communication
- pichar sensor_name [PicamStringSize_SensorName]: sensor_name contains the name of
the sensor in the camera
- pichar serial_number [PicamStringSize_SerialNumber]: serial_number contains the
unique serial number of the camera

请注意，'pichar' 在提供的头文件之一中定义如下：

typedef          char   pichar; /* character native to platform   

这看起来很简单，但由于某种原因对我来说不起作用。

我的理解如下：我给函数传了三个变量：

1) 一个model，实际上是一个enum。有人告诉我，python ctypes 本身并不支持枚举，所以我给它传递了一个整数 2，它映射到特定的模型类型。

2) 指向序列号的指针（我可以组成：任意字符串）

3) 指向 PicamCameraID 的指针，这是在 DLL 中定义的变量类型，基于 struct 类型

通读 SO 后，我发现了一些很好的起点，但我仍然没有运气。这是我迄今为止最好的镜头

def pointer(x):
      PointerToType = ctypes.POINTER(type(x))
      ptr = ctypes.cast(ctypes.addressof(x), PointerToType)
      return ptr

class PicamCameraID(ctypes.Structure):
      pass
PicamCameraID._fields_=[("model",ctypes.c_int),
                    ("computer_interface",ctypes.c_int),
                    ("sensor_name",ctypes.c_char_p),
                    ("serial_number",ctypes.c_char_p)]

myid = PicamCameraID()
model = ctypes.c_int(2)
serialnum = ctypes.c_char_p('asdf')
print picam.Picam_ConnectDemoCamera(model, pointer(serialnum), ctypes.byref(myid))

如您所见，我正在尝试创建与 DLL 中定义的 PicamCameraID 结构相对应的变量类型。我的直觉是在将参数传递给函数时使用ctypes.pointer 命令来引用它，但我发现使用ctypes.byref 而不是elsewhere 的迹象。

代码运行没有错误（返回 0），但是，当我尝试访问结构 PicamCameraID 的属性时，我得到了不同的结果：

myid.model 返回“2”，这很好，这就是我指定的 myid.computer_interface 返回“1”，这很好

但是问题是myid.serial_number返回

Traceback (most recent call last):   File "<pyshell#28>", line 1, in
<module>
   myid.serial_number ValueError: invalid string pointer 0x2820303031207820

和myid.sensor_name 返回：

Traceback (most recent call last):   File "<pyshell#29>", line 1, in
<module>
    myid.sensor_name ValueError: invalid string pointer 0x3034333120563245

由于某种原因，这些字符串没有被正确填充？

任何想法都将不胜感激，我是python ctypes（和c）的新手

亲切的问候

2013 年 6 月 1 日添加

typedef enum PicamStringSize {
    PicamStringSize_SensorName     =  64,
    PicamStringSize_SerialNumber   =  64,
    PicamStringSize_FirmwareName   =  64,
    PicamStringSize_FirmwareDetail = 256 } PicamStringSize; 

typedef struct PicamCameraID {
    PicamModel             model;
    PicamComputerInterface computer_interface;
    pichar                 sensor_name[PicamStringSize_SensorName];
    pichar                 serial_number[PicamStringSize_SerialNumber];
} PicamCameraID;

Answer 1

你对PicamCameraID结构的定义不正确：sensor_name和serial_number是arrays：

"""
struct PicamCameraID {
  PicamModel             model;
  PicamComputerInterface computer_interface;
  pichar                 sensor_name[PicamStringSize_SensorName];
  pichar                 serial_number[PicamStringSize_SerialNumber]; 
};
"""
import ctypes as c

PicamStringSize_SensorName = PicamStringSize_SerialNumber = 64
PicamModel = PicamComputerInterface = c.c_int
pichar = c.c_char

class PicamCameraID(c.Structure):
    _fields_ = [("model", PicamModel),
                ("computer_interface", PicamComputerInterface),
                ("sensor_name", pichar * PicamStringSize_SensorName),
                ("serial_number", pichar * PicamStringSize_SerialNumber)]

看来第二个参数只是一个字符串，所以你不需要对它应用pointer()。这是Picam_ConnectDemoCamera() 函数的ctypes 原型：

"""
Picam_ConnectDemoCamera(PicamModel model, const pichar* serial_number,
                        PicamCameraID* id)
"""
pichar_p = c.c_char_p # assume '\0'-terminated C strings
Picam_ConnectDemoCamera.argtypes = [PicamModel, pichar_p,
                                    c.POINTER(PicamCameraID)]
Picam_ConnectDemoCamera.restype = c.c_int # assume it returns C int

称呼它：

picam_id = PicamCameraID()
rc = Picam_ConnectDemoCamera(2, "serial number here", c.byref(picam_id))
print(rc)
print(picam_id.sensor_name.value) # C string
print(picam_id.sensor_name.raw)   # raw memory

Answer 2

您可能没有以完全相同的顺序输入确切的结构字段。如果你不这样做，那么你通常会得到随机数据或段错误。要使用 ctypes 访问库，您通常需要查看头文件（.h 文件）以复制确切的结构定义。或者，如果您不想依赖精确的布局，请使用 cffi 和 ffi.verify()。