Question

我正在尝试通过ctypes为libnfc实现python-to-c绑定。我有一个结构，这是一个错误的变体：

class nfc_iso14443a_info(Structure):
    _fields_ = [
        ('abtAtqa',  c_uint8 * 2),
        ('btSak',    c_uint8),
        ('szUidLen', c_uint8 * 8),
        ('abtUid',   c_uint8 * 10),
        ...

在调试会话期间的某个时刻，它看起来像这样：

这里的问题是我希望szUidLen是64位无符号整数，等于7.更确切地说，它必须与size_t szUidLen;中的nfc-types.h匹配。所以我尝试了一个明显的变体，并将c_uint8 * 8更改为c_size_t，但它不起作用：

class nfc_iso14443a_info(Structure):
    _fields_ = [
        ('abtAtqa',  c_uint8 * 2),
        ('btSak',    c_uint8),
        ('szUidLen', c_size_t),
        ('abtUid',   c_uint8 * 10),
        ...

我在这里缺少什么？

Answer 1

这里的问题是，您正在尝试映射的C结构已经打包，正如（文档）的Structure/union alignment and byte order部分（简洁地）解释的那样：

默认情况下，Structure和Union字段的对齐方式与C编译器的对齐方式相同。可以通过在子类定义中指定_pack_类属性来覆盖此行为。必须将其设置为正整数，并指定字段的最大对齐方式。这就是#pragma pack(n)在MSVC中的作用。

只有你已经知道C中的打包和对齐才有意义，但它并不复杂。

默认情况下，C结构元素对齐以在良好的边界上开始。例如，8位int后面的32位int不从字节1-4运行，它从字节4-7运行（字节1-3是未使用的填充）。因此，ctypes遵循相同的规则。

这意味着，虽然szUidLen从字节3-10开始运行，当它被定义为8位整数的数组时，它会对齐到字节8-15（或4-11，取决于当你的编译器被定义为64位int时。您可以通过打印nfc_iso14443a_info.szUidLen.offset来查看此内容。

因此，第一个获取字节7, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0，对于7，它是little-endian int64，而第二个获取字节0, 0, 0, a, b, c, d, e，其中abcde是下一个字段的前5个字节，对于一些巨大的数字是小端int64（除非下一个字段恰好是0）。

当然，你不想猜这是问题所在。如果基于Structure从{C}标头开始struct，则只有在标头或编译标志指定某些非默认包装时才会出现这种情况，例如MSVC使用的#pragma pack(1) 。如果您将Structure基于RFC数据包描述，那么对齐甚至不符合C规则，而是在您正在阅读的文档中的某处定义（尽管协议RFC几乎总是使用1字节对准）。

无论如何，文档不能很好地解释问题，但他们解释了解决方案：

class nfc_iso14443a_info(Structure):
    _pack_ = 1
    _fields_ = [
        ('abtAtqa',  c_uint8 * 2),
        ('btSak',    c_uint8),
        ('szUidLen', c_size_t),
        ('abtUid',   c_uint8 * 10),
        ...

现在szUidLen从字节3-10开始运行，但它被解释为64位int而不是8位整数数组。

Answer 2

from ctypes import *
c_size_t = c_unit64

继续在定义._pack_=1之前，您可能还需要指定_fields_（如果编译器以这种方式生成代码）。

更新：可以在c_size_t中键入c_ssize_t（和ctypes）。

注意：由于可能的对齐问题，(c_char * 8) 不等于c_int64或c_long（c_char字段未对齐）。 ctypes.alignment(c_type)可能会提示您 c_type 的对齐方式：

In [7]: c.alignment(c.c_char * 8), c.alignment(c.c_size_t) Out[7]: (1, 8)

ctypes：structure，size_t字段

2 个答案: