Python Ctypes注冊回調函數

Question

我使用Python和ctypes遇到了非常奇怪的事情。 我正在使用Python 3.4.3。 首先，項目的一些背景：

我已經從C代碼編譯了一個自定義dll。 我正在使用ctypes與dll進行接口。 C庫與某些自定義硬件連接。 有時，硬件會生成一個中斷，並將其傳遞給計算機上的C庫。 在C API中，有一個帶有原型void register_callback(int addr, void (*callback)(void))的函數。 我有一個回調函數指針數組，它們初始化為NULL。 調用此函數時，索引addr處的回調函數指針將設置為callback，如下所示： callbacks[addr] = callback; 。

當用戶使用Python進行編程時，他們從對不同硬件部件（例如按鈕或RGB LED）建模的類中實例化對象。 然后，他們可以編寫一個自定義的回調函數並調用button.register_callback(func) （假設他們有一個名為button的Button對象），該對象將在C庫中調用register_callback函數。 現在，當按下按鈕並生成中斷時，C庫將調用適當的回調函數（即callbacks[addr](); ）。

現在，奇怪的是：

在Python中，我第一次嘗試使用Python中的register_callback方法如下：

class Obj:
    def __init__(self, name):
        # Initialize stuff

    def register_callback(self, func):
        CB_T = ctypes.CFUNCTYPE(None)
        cb_ptr = CB_T(func)
        host_api.register_callback(self.addr, cb_ptr) # host_api is the loaded dll

而在主要方面：

def cb1():
    print("cb1")

def cb2():
    print("cb2")

def main(argv):
    # Initialization stuff
    # Now create the objects and register the callbacks:
    obj = Obj_module.Obj()
    obj2 = Obj_module.Obj()
    obj.register_callback(cb1)
    obj2.register_callback(cb2)

    while True:
        pass

當我運行此命令時，無論我按下哪個按鈕，都僅打印“ cb2”。 真正奇怪的是，當我切換注冊回調的順序時：

    obj2.register_callback(cb2)
    obj.register_callback(cb1)

無論我按下哪個按鈕，都僅打印“ cb1”！ 在C庫中，我（通過printf驗證）根據按鈕的不同，正在設置和調用不同的回調函數指針，但已將同一函數指針傳遞給C register_callback函數。

我能夠通過在register_callback方法中添加一行來解決此問題：

def register_callback(self, func):
    CB_T = ctypes.CFUNCTYPE(None)
    cb_ptr = CB_T(func)
    (ctypes.cast(cb_ptr, ctypes.POINTER(ctypes.c_int)))
    host_api.register_callback(self.addr, cb_ptr)

顯然，將cb_ptr轉換為ctypes POINTER可以解決此問題-傳入了不同的函數指針，並且我成功地看到了打印的“ cb1”或“ cb2”，具體取決於我按下的按鈕。

我的問題是，為什么？ 為什么在原始代碼中傳遞了相同的函數指針，為什么根據我注冊回調的順序進行了更改，為什么將cb_ptr轉換為ctypes POINTER才能確保函數指針不同？

我是Python的初學者，但我在C方面經驗豐富。預先感謝您的回復。

Answer 1

您的cb_ptr正在被垃圾回收。 從文檔中 ：

確保保留對CFUNCTYPE（）對象的引用，只要它們是從C代碼中使用的即可。 ctypes不會，如果您不這樣做，則可能會被垃圾回收，從而使您的程序在進行回調時崩潰。

在此代碼示例中，如果注釋掉了ptrs.append(cb_ptr)行，則兩個Obj實例的cb_ptr位置都相同（在我的計算機上）。 取消注釋該行將導致兩個存儲位置。

import ctypes

ptrs = []

class Obj:
    def __init__(self):
        pass

    def register_callback(self, func):
        CB_T = ctypes.CFUNCTYPE(None)
        cb_ptr = CB_T(func)
        ptrs.append(cb_ptr)
        print(cb_ptr)

def cb1(): print("cb1")

def cb2(): print("cb2")

def main(argv):
    obj = Obj()
    obj2 = Obj()
    obj.register_callback(cb1)
    obj2.register_callback(cb2)

main(None)