Ruby FFI：多维数组

Question

我试图从 Ruby 调用的 C 函数是这样的：

void foo(double *in_array, double *out_array)

地点：

• in_array 是一个数组数组，“foo”将使用它来 计算并返回：
• out_array 也是一个数组数组，C 函数会改变它的内容。

我的包装看起来像这样：

module FooLib
  extend FFI::Library
  ffi_lib "foo.so"
  attach_function :Foo, [:pointer, :pointer], :void
end

我正在 Ruby 中执行以下操作：

# Allocate the objects and prepare them    
in_array = Matrix.build(10, 3) { rand }.to_a
out_array = Matrix.build(10, 3) { 0 }.to_a
FooLib.Foo(in_array, out_array)

但我收到以下错误：

:pointer argument is not a valid pointer (ArgumentError)

我可以理解我需要使用指向这些数组的指针而不是数组对象，但我不知道该怎么做。这是否意味着我需要使用 LibC 包装器在 C 中创建这些结构？

Answer 1

Per Momer 的回答，看起来您确实需要使用 LibC 包装器。将多维数组转换为正确的指针并不简单，所以我想我会把它放在这里以防它帮助其他人：

in_array = Matrix.build(10, 3) { rand }.to_a
in_array_flattened = in_array.transpose.flatten # Just flatten your multi-dim array
in_array_ptr = LibC.malloc(FFI.type_size(FFI::TYPE_FLOAT64) * in_array_flattened.size) # Watchout the type you want to use.
in_array_ptr.write_array_of_double(in_array.flatten)

# Same for out_array

FooLib.Foo(in_array_ptr, out_array_ptr)

# Convert back to Ruby
values = in_array_ptr.read_array_of_double(in_array_flattened.length)
values = values.enum_for(:each_slice, 10).to_a.transpose # Might be the C lib I am using but you do need to do this conversion in my case to get the multi-dim array you are expecting

Answer 2

当您需要 FFI 的指针时，只需声明一个即可。

# some_pointer = FFI::MemoryPointer.new(:type, size)
some_pointer = FFI::MemoryPointer.new(:double, 8)

这适用于单个变量。不过，我们都需要查阅 FFI 文档以获取数组。 http://rubydoc.info/github/ffi/ffi/FFI 一定有一些关于数组指针的东西。 我的问题类似I am familiar with Ruby /DL but not sure how to use the C function calls that have pointers for return parameters

Answer 3

FFI documentation about pointers. 中对您发生的事情进行了详尽的解释

直接来自该文档：

某些情况需要分配本机内存并将该缓冲区移交给外部库。然后外部库处理该缓冲区的生命周期，包括最终释放它。

包装 libc 并使用它的 malloc 和 free 函数来分配和释放本机内存。

module LibC
  extend FFI::Library
  ffi_lib FFI::Library::LIBC

  # memory allocators
  attach_function :malloc, [:size_t], :pointer
  attach_function :calloc, [:size_t], :pointer
  attach_function :valloc, [:size_t], :pointer
  attach_function :realloc, [:pointer, :size_t], :pointer
  attach_function :free, [:pointer], :void

  # memory movers
  attach_function :memcpy, [:pointer, :pointer, :size_t], :pointer
  attach_function :bcopy, [:pointer, :pointer, :size_t], :void

end # module LibC

在 ruby​​ 代码中，对这些函数的调用将返回 FFI::Pointers。使用 FFI::Pointer 上定义的方法将数据从 ruby​​ 内存移动到本机内存。

foo = "a ruby string"
bar = 3.14159
baz = [1, 2, 3, 4, 5]

buffer1 = LibC.malloc foo.size
buffer1.write_string foo

buffer2 = LibC.malloc bar.size
buffer2.write_float bar

# all of the array elements need to be the same type
# meaning you can't mix ints, floats, strings, etc.
buffer3 = LibC.malloc(baz.first.size * baz.size)
buffer3.write_array_of_int baz