C 中的 for 循环无明显原因提前中断 - 可能与函数指针有关（回调）答案

【问题标题】：For loop in C breaks early for no obvious reason - possibly related to a function pointer (call back)C 中的 for 循环无明显原因提前中断 - 可能与函数指针有关（回调）
【发布时间】：2018-03-14 16:21:51
【问题描述】：

我正在试验用 C 编写的 DLL 和用 Python 编写的回调函数。我的 DLL 包含以下定义和例程：

typedef int16_t (*conveyor_belt)(int16_t index);

int16_t __stdcall DEMODLL sum_elements_from_callback(
    int16_t len,
    conveyor_belt get_data
    )
{
    int16_t sum = 0;
    int i;
    for(i = 0; i < len; i++)
    {
        sum += get_data(i);
    }
    return sum;
}

我使用 ctypes 从 Python 脚本调用上述内容：

import ctypes

DATA = [1, 6, 8, 4, 9, 7, 4, 2, 5, 2]

conveyor_belt = ctypes.WINFUNCTYPE(ctypes.c_int16, ctypes.c_int16)

@conveyor_belt
def get_data(index):
    print((index, DATA[index]))
    return DATA[index]

dll = ctypes.windll.LoadLibrary('demo_dll.dll')
sum_elements_from_callback = dll.sum_elements_from_callback
sum_elements_from_callback.argtypes = (ctypes.c_int16, conveyor_belt)
sum_elements_from_callback.restype = ctypes.c_int16

test_sum = sum_elements_from_callback(len(DATA), get_data)
print(('sum', 48, test_sum))

我得到的输出看起来像这样（大部分时间）：

(0, 1)
(1, 6)
(2, 8)
(3, 4)
(4, 9)
(5, 7)
(6, 4)
(7, 2)
('sum', 48, 41)

据我所知，for 循环并没有像我期望的那样遍历 DATA 的所有 10 个元素......它通常在 8 个元素之后“中断”，有时甚至仅在 5 或 6 个元素之后。我可以确认 DATA 的长度正确地传递到 DLL 例程中。我很困惑。

以防万一这是编译器（标志）问题，以下是我的 makefile 的摘录：

CC      = i686-w64-mingw32-gcc
CFLAGS  = -Wall -Wl,-add-stdcall-alias -shared -std=c99
LDFLAGS = -lm

我正在 64 位 Linux 上使用 mingw（32 位）：

user@box:~> i686-w64-mingw32-gcc --version
i686-w64-mingw32-gcc (GCC) 7.2.0
user@box:~> uname -s -r -p
Linux 4.4.114-42-default x86_64

为了运行 DLL 和 Python 脚本，我在 32 位 Wine 之上使用 CPython 3.5.3 的官方 32 位发布版本：

user@box:~> wine --version
wine-2.18

这是一个强大的组合，我已经大量使用了一段时间。

在 C 代码中使用回调会有所不同。以下代码将在大约 5 到 8 次迭代后停止（无错误）：

int16_t sum = 0;
int16_t sum_index = 0;
int16_t i;
for(i = 0; i < len; i++)
{
    sum_index += i;
    sum += get_data(i);
}

以下代码将按照我的预期迭代到最后。它只是不调用回调函数：

int16_t sum = 0;
int16_t sum_index = 0;
int16_t i;
for(i = 0; i < len; i++)
{
    sum_index += i;
    // sum += get_data(i);
}

【问题讨论】：

您是否简单地打印了“len(DATA)”返回的值？
@Tom 是的，现在是 10 点。
你试过在C函数中打印len吗？
为什么conveyor_belt 和WINFUNCTYPE 带两个参数？
值得注意的是，由于调用约定不匹配，这在 32 位 Python 中会失败。 64 位 Python 不会失败，因为只有一个调用约定并且 __stdcall/__cdecl 被忽略。

标签： python c for-loop callback ctypes

【解决方案1】：

您的传送带函数在 C 和 Python 之间的定义方式不同。

typedef int16_t (*conveyor_belt)(int16_t index);

这声明了您的函数指针类型以使用 cdecl 调用约定（除非被特殊的编译器标志覆盖）。

conveyor_belt = ctypes.WINFUNCTYPE(ctypes.c_int16, ctypes.c_int16)

而这将您的 Python 函数声明为使用 stdcall 调用约定。

使用错误的调用约定调用函数每次都会使您的堆栈指针偏移一点。根据您的编译器生成的堆栈布局，这最终可能会覆盖局部变量或参数（即 i 或 len 会导致循环中断）。

您应该从 WINFUNCTYPE 切换到 CFUNCTYPE 以指示 cdecl，或者更改 typedef 以添加 __stdcall：

typedef int16_t (__stdcall *conveyor_belt)(int16_t index);

（请注意，调用约定属于括号内星号之前。一些编译器在其他地方接受它，但 MSVC 不会。）

【讨论】：