Python Ctypes 注册回调函数

Question

我使用 Python 和 ctypes 遇到了一些非常奇怪的事情。我正在使用Python 3.4.3。首先，介绍一下该项目的一些背景：

我已经从 C 代码编译了一个自定义 dll。我正在使用 ctypes 与 dll 进行交互。C 库与一些定制硬件连接。有时，硬件会生成中断并将其传递给计算机上的 C 库。在C API中，有一个带有原型的函数void register_callback(int addr, void (*callback)(void))。我有一个回调函数指针数组，它们被初始化为 NULL。当这个函数被调用时，索引addr处的回调函数指针被设置为callback，如下所示callbacks[addr] = callback;：

当用户使用 Python 编程时，他们会实例化来自对不同硬件部件（例如按钮或 RGB LED）进行建模的类的对象。然后，他们可以编写自定义回调函数并进行调用button.register_callback(func)（当然，假设他们有一个名为“button”的 Button 对象），该函数会调用 C 库中的 register_callback 函数。现在，当按下按钮并生成中断时，C 库将调用适当的回调函数（即callbacks[addr]();）。

现在，奇怪的是：

在 Python 中，我第一次尝试使用 Python 中的 register_callback 方法，如下所示：

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

主要是：

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

当我运行此命令时，无论我按哪个按钮，都只打印“cb2”。真正奇怪的是，当我切换注册回调的顺序时：

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

无论我按下哪个按钮，都只打印“cb1”！在 C 库中，我（通过 printf）验证了不同的回调函数指针被设置和调用，具体取决于按钮，但相同的函数指针被传递到 C register_callback 函数。

我可以通过在 register_callback 方法中添加一行来解决该问题：

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)

显然，将 cb_ptr 转换为 ctypes POINTER 解决了问题 - 传入不同的函数指针，并且我成功地看到打印了“cb1”或“cb2”，具体取决于我按下的按钮。

我的问题是，为什么？为什么在原始代码中传递相同的函数指针，为什么它会根据我注册回调的顺序而变化，以及为什么将 cb_ptr 转换为 ctypes POINTER 可确保函数指针不同？

我是 Python 的初学者，但我在 C 方面更有经验。提前感谢您的回复。

Answer 1

你的cb_ptr正在被垃圾收集。从文档中：

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确保保留对 CFUNCTYPE() 对象的引用，只要它们是从 C 代码中使用的。ctypes 不会\xe2\x80\x99t，如果你不\xe2\x80\x99t，它们可能会被\n 垃圾回收，从而在进行回调时使你的程序崩溃。

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在此代码示例中，如果该行ptrs.append(cb_ptr)被注释掉，则两个实例（在我的计算机上）的位置cb_ptr是相同的。Obj取消注释该行会产生两个内存位置。

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import ctypes\n\nptrs = []\n\nclass Obj:\n    def __init__(self):\n        pass\n\n    def register_callback(self, func):\n        CB_T = ctypes.CFUNCTYPE(None)\n        cb_ptr = CB_T(func)\n        ptrs.append(cb_ptr)\n        print(cb_ptr)\n\ndef cb1(): print("cb1")\n\ndef cb2(): print("cb2")\n\ndef main(argv):\n    obj = Obj()\n    obj2 = Obj()\n    obj.register_callback(cb1)\n    obj2.register_callback(cb2)\n\nmain(None)\n

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