在 Python 中创建一个缓冲区并为其分配一个指针

Question

我有一个用 Python 编写的小应用程序。它需要接受用户输入（来自 cmd 行）：

def wr(input=0):   
    p = struct_t() # a C struct
    p.data = input # p.data is a pointer
    c_function(p)

这里的数据最多可以是 32 个单词。 struct struct_t 的 data 字段的类型为 uint32_t *。

上面的代码给了我一个p.data = input 类型不匹配的错误。我想要的是在 Python 中有一个缓冲区，它接受用户输入并让指针 p.data 指向该缓冲区，以便我可以将 p 传递给我的 C 例程。

我知道我可以创建一个字符串缓冲区，并以非常直接的方式使用 ctypes 将其转换为类型 uint32_t *，但我想知道在 SWIG 中是否有办法做到这一点。非常感谢。

Answer 1

要使用 SWIG 将 Python 脚本与 C 项目连接起来，第一步是创建一个接口文件，其中包含将由 Python 调用的 C 函数（即接口函数），例如 buffer.i 如下。

/* File: buffer.i */
%module buffer

%{
#define SWIG_FILE_WITH_INIT
#include "buffer.h"
%}

void wr(int idx, unsigned int val);
unsigned int rd(int idx);

保持界面简单，将复杂性留给在后台运行的 C 是一个很好的做法。相应地，您可以手动创建一个C头文件（buffer.h）和实现文件（buffer.c），如下所示。

这里是 buffer.h

/* File: buffer.h */

#include <stdint.h>

void wr(int idx, unsigned int val);
unsigned int rd(int idx);

这里是 buffer.c

/* File: buffer.c */

#include "buffer.h"

#define BUF_SIZE 32

unsigned int buf[BUF_SIZE];

void wr(int idx, unsigned int val) {
  buf[idx%BUF_SIZE] = val;
}

unsigned int rd(int idx) {
  return buf[idx%BUF_SIZE];
}

你需要一个安装文件（setup.py）：

#!/usr/bin/env python

"""
setup.py file for SWIG buffer
"""

from distutils.core import setup, Extension


buffer_module = Extension('_buffer',
                           sources=['buffer_wrap.c', 'buffer.c'],
                           )

setup (name = 'buffer',
       version = '0.1',
       author      = "SWIG Docs",
       description = """Simple swig buffer from docs""",
       ext_modules = [buffer_module],
       py_modules = ["buffer"],
       )

现在您可以使用 SWIG 通过发出以下命令来构建项目：

$ swig -python buffer.i
$ python setup.py build_ext --inplace

上面的命令会自动生成buffer.py，它给你调用者框架（在Python端）。打开这个文件，你会看到_buffer.wr 和_buffer.rd 已经被创建了。为了一次转换一个非常长的 int（Python 风格）32 位并将其保存在 C 数组中，您可以在 buffer.py 中添加一个包装函数，该函数调用自动生成的 Python 函数wr多次：

def wr1(args):
  for n in range(0, 32):
    val = args & 0xffffffff
    wr(n, val)
    args >>= 32
    if args == 0:
      break

现在您可以运行 Python。这是您在运行时看到的内容：

>>> import buffer
>>> buffer.wr1(0x12345678deadbeef)
>>> hex(buffer.rd(0))
'0xdeadbeef'
>>> hex(buffer.rd(1))
'0x12345678'