Das Dokument beschreibt ctypes, eine Python-Bibliothek, die es ermöglicht, C-Bibliotheken zu verwenden und C-kompatible Python-Objekte zu erstellen. Es behandelt das Laden von Bibliotheken, verschiedene Datentypen, den Umgang mit Funktionen sowie die automatische Codegenerierung. Abschließend werden Quellen für weitere Informationen zu ctypes bereitgestellt.

1. ctypes from C import * Steven Mohr <steven.mohr@dlr.de> TechTalk, DLR Köln, 27. Januar 2009

2. Gliederung Was ist CTypes ? Libraries Datentypen Einfache Datentypen Pointer Arrays Strukturierte Datentypen Funktionen Automatische Codegenerierung Quellen

3. 1. Was ist ctypes? Erlaubt es C-Bibliotheken zu laden und zu benutzen (Foreign function interface) Erstellung „C-kompatibler“ Pythonobjekte Gehört zur Python-Standardbibliothek

4. 2. Bibliotheken Laden der Bibliotheken: Erstellen eines CDLL oder WinDLL-Objektes libc = cdll.LoadLibrary(„libc.so.6“) libc = CDLL(„libc.so.6“) Art des Ladens: now: alle Symbole werden sofort aufgelöst lazy: alle Symbole werden bei Bedarf aufgelöst global: die Symbole stehen zur Auflösung von Symbolen anderer Bibliotheken bereit local: die Symbole stehen nicht zur Auflösung bereit

5. 3. Datentypen

6. 3.1 Einfache Datentypen ctypes bietet Objekte für alle C-Standarddatentypen Bespiele: Python-Typ C-Typ ctypes Datentyp float float c_float int unsigned int c_uint int short c_short 1-character string char c_char

7. 3.2 Pointer Erzeugung von Pointern: Mittels der pointer-Funktion i = c_int(42) pi = pointer(i) Zugriff auf Werte: >>> pi.contents c_int(42) Ändern der Referenz: >>> pi.contents = c_int(60) >>> pi.contents c_int(42)

8. 3.3 Arrays Arraytyp erzeugen: FiveIntArray = c_int * 5 Instanzierung: array1 = FiveIntArray() array2 = FiveIntArray(1, 2, 3, 4, 5) Zugriff: >>> array1[2] 0 >>> array2[2] 3

9. 3.4 Strukturierte Datentypen ctypes stellt Union und Structure als Objekte zur Verfügung Alle C-Strukturen erben hiervon Aufbau der Struktur wird in Attribut _fields_ bestimmt => Liste von 2-Tupeln mit Name und Typ Einfache Initialisierung: Constructor weist übergebene Werte der Reihe nach zu oder direkte Angabe als Key-Value-Paar >>> from ctypes import * >>> class POINT(Structure): ... _fields_ = [(&quot;x&quot;, c_int), (&quot;y&quot;, c_int)] >>> point = POINT(10, 20) >>> print point.x, point.y 10 20

10. 4. Funktionen Zugriff auf Funktionen: Funktionen sind Elemente des Bibliotheken-Objektes libc.printf(„Ich bin eine C-Funktion“) None, integers, longs, byte strings und unicode strings können direkt an C-Funktionen übergeben werden Übergabe von Parametern: Python- oder ctypes-Objekte By reference: Pointer-Objekt oder über byref() Über das Attribut argtypes können die erlaubten Übergabewerte gesetzt werden

11. 4. Funktionen Rückgabewerte: Standard: int Sonst: Setzen über das Attribut restype des Funktionsobjektes restype kann auch eine Pythonfunktion sein Bedingung: eigentlicher Rückgabewert: Integer Funktionen mit Pythonobjekten aufrufen: Ctypes sucht ein Atrribut namens _as_parameter_ und nutzt dieses

12. 5. Automatische Codegenerierung CTypesLib mit GCCXML 2 Skripte: h2xml.py und xml2py.py Generieren das Python-Wrappermodul Python-orientierte Wrapper sind vielfach sinnvoll Nachteile: CTypesLib stark an einzelne GCCXML-Versionen gekoppelt Konfiguration dieser Toolchain sehr komplex bzw. undurchsichtig alledings: CTypesLib noch in der Entwicklung, frühes Stadium

13. 6. Quellen ctypes-Doku: http://docs.python.org/library/ctypes.html#module-ctypes Guy K. Kloß: Automatic C Library Wrapping - Ctypes from the Trenches The Python Papers, Vol. 3, No. 3 (2008) http://ojs.pythonpapers.org/index.php/tpp/issue/view/10