不同操作系统上的python ctypes问题

Question

我正在尝试将 C 函数转换为 python 3.6 使用。

代码如下：

lib = ctypes.WinDLL('ftrScanAPI.dll') # provided by fingerprint scanner
class FTRSCAN_IMAGE_SIZE(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
    ("nWidth", ctypes.c_int),
    ("nHeight", ctypes.c_int),
    ("nImageSize", ctypes.c_int)
]

print('Open device and get device handle...')
hDevice = lib.ftrScanOpenDevice()
print('handle is', hDevice)
print('Get image size...')
Image_size = FTRSCAN_IMAGE_SIZE(0, 0, 0)
if lib.ftrScanGetImageSize(hDevice, ctypes.byref(Image_size)):
    print('Get image size succeed...')
    print('  W', Image_size.nWidth)
    print('  H', Image_size.nHeight)
    print('  Size', Image_size.nImageSize)
else:
    print('Get image size failed...')

函数定义：

typedef struct FTR_PACKED __FTRSCAN_IMAGE_SIZE {
    int nWidth;
    int nHeight;
    int nImageSize;
} FTRSCAN_IMAGE_SIZE, *PFTRSCAN_IMAGE_SIZE;
FTRHANDLE ftrScanOpenDevice();  # typedef void *  FTRHANDLE;
BOOL ftrScanGetImageSize(FTRHANDLE ftrHandle, 
    PFTR_SCAN_IMAGE_SIZE pImageSize);

但使用相同代码的不同操作系统似乎有不同的结果：

在 Windows 7 64 位上

在 Windows 10 64 位上
我不打印“句柄在这里”

我尝试过的：
根据堆栈溢出的一些答案，这可能是由于没有明确分配函数 argtypes 和 restype 造成的，所以我尝试并失败了。

Answer 1

在 99% 的情况下，参数（和/或返回）类型不一致是原因（查看[SO]: C function called from Python via ctypes returns incorrect value (@CristiFati's answer) 了解更多详情）。

在使用 ctypes 时，始终打开 [Python 3.Docs]: ctypes - A foreign function library for Python。

我找到了[GitHub]: erikssm/futronics-fingerprint-reader - (master) futronics-fingerprint-reader/ftrScanAPI.h（我不知道它与您目前拥有的有什么不同，但您迄今为止发布的内容似乎匹配），并且我对您的代码做了一些更改：

• 为函数定义 argtypes 和 restype
• 定义缺失的类型（仅为清晰起见）
• 其他一些无关紧要的更改（重命名）
• 我在上述文件中注意到的另一件事是#pragma pack(push, 1) 宏（请查看[MS.Docs]: pack 了解更多详细信息）。对于这个结构，它没有区别（感谢@AnttiHaapala 的提示），因为 3 个 int（4 字节）成员对齐方式不会改变，但对于其他结构（使用“较小”的成员类型（例如 char、short））您可能想要添加：_pack_ = 1

您修改后的代码（不用说，我没有运行它，因为我没有 .dll）：

from ctypes import wintypes

# ...

lib = ctypes.WinDLL('ftrScanAPI.dll') # provided by fingerprint scanner
class FTRSCAN_IMAGE_SIZE(ctypes.Structure):
    # _pack_ = 1
    _fields_ = [
        ("nWidth", ctypes.c_int),
        ("nHeight", ctypes.c_int),
        ("nImageSize", ctypes.c_int),
    ]

PFTRSCAN_IMAGE_SIZE = ctypes.POINTER(FTRSCAN_IMAGE_SIZE)
FTRHANDLE = ctypes.c_void_p

print('Open device and get device handle...')

lib.ftrScanOpenDevice.argtypes = []
lib.ftrScanOpenDevice.restype = FTRHANDLE

h_device = lib.ftrScanOpenDevice()
print('handle is', h_device)
print('Get image size...')
image_size = FTRSCAN_IMAGE_SIZE(0, 0, 0)

lib.ftrScanGetImageSize.argtypes = [FTRHANDLE, PFTRSCAN_IMAGE_SIZE]
lib.ftrScanGetImageSize.restype = wintypes.BOOL

if lib.ftrScanGetImageSize(h_device, ctypes.byref(image_size)):
    print('Get image size succeed...')
    print('  W', image_size.nWidth)
    print('  H', image_size.nHeight)
    print('  Size', image_size.nImageSize)
else:
    print('Get image size failed...')

Answer 2

问题似乎只是设备句柄是一个 64 位实体（一个 typedef 指向 void 的指针）。它在您的 Windows 7 中工作只是一个侥幸，因为句柄的高 33 位正确为零。

ctypes中所有函数的返回类型默认为32位int。现在在 Windows 10 中，似乎设置了第 32 位（符号位），当句柄强制转换为 int 被推入 64 位堆栈以进行函数调用时，这会导致某处的符号扩展。结果地址设置了所有高位 (0xFFFFFFFFA...)，指向内核空间而不是用户空间。

因此，也许您可​​以让您的代码“正常工作”

lib.ftrScanOpenDevice.restype = c_void_p

这并不是说你不应该为 all 函数定义参数和返回类型 - 你应该，否则它们将遵循 C 语言的默认参数提升规则，并且可以工作... 或完全无法工作，具体取决于函数的原型本身是否与默认参数提升兼容。例如，任何接受 floats 作为参数的函数都不能在不定义原型的情况下正确调用。

Answer 3

您应该显示您的 .argtypes 和 .restype 尝试，但请尝试一下：

from ctypes import wintypes as w

class FTRSCAN_IMAGE_SIZE(ctypes.Structure):
    _fields_ = [('nWidth', ctypes.c_int),
                ('nHeight', ctypes.c_int),
                ('nImageSize', ctypes.c_int)]

FTRHANDLE = ctypes.c_void_p

lib = ctypes.WinDLL('ftrScanAPI.dll')
lib.ftrScanOpenDevice.argtypes = None
lib.ftrScanOpenDevice.restype = FTRHANDLE
lib.ftrScanGetImageSize.argtypes = FTRHANDLE,ctypes.POINTER(FTRSCAN_IMAGE_SIZE)
lib.ftrScanGetImageSize.restype = w.BOOL

检查WinDLL 与CDLL 的使用情况。您的 Python 是否为 64 位无关紧要，但它在 32 位 Python 上会有所不同。如果函数使用 C 调用约定 (__cdecl)，则使用 CDLL；如果函数使用 __stdcall 调用约定，则使用 WinDLL。如果头文件不清楚，默认通常是__cdecl。 编辑：来自另一个答案中的 API 链接，应该使用 __stdcall 和 WinDLL。