ctypeslib 技术文档

1. 安装指南

1.1 安装 LLVM Clang 库

首先，您需要安装 LLVM Clang 库。您可以通过以下方式安装：

• 使用适用于您操作系统的安装程序（如 APT）安装 libclang：

  $ sudo apt install libclang1-11
  

• 或者使用 LLVM 安装脚本安装整个 LLVM 工具包：

  wget https://apt.llvm.org/llvm.sh && chmod +x llvm.sh
  # 安装 LLVM 版本 16
  ./llvm.sh 16
  # 或者安装版本 11 或其他版本
  ./llvm.sh 11
  

• 您也可以使用 Anaconda 或其他本地安装方式。

1.2 安装 ctypeslib 和 Python 包

接下来，安装 ctypeslib2 和与您的 LLVM Clang 库版本相同的 clang Python 包。

• 如果您安装了最新的 LLVM 版本，可以直接使用以下命令：

  pip install ctypeslib2
  

• 如果您使用的是特定版本的 LLVM Clang，例如版本 16、14 或 11，请使用以下命令：

  pip install ctypeslib2 clang==16
  pip install ctypeslib2 clang==14
  pip install ctypeslib2 clang==11
  

1.3 其他配置

在某些情况下，您可能需要手动配置 libclang 库的路径：

1. 设置 CLANG_LIBRARY_PATH 环境变量：

   $ export CLANG_LIBRARY_PATH=/lib/x86_64-linux-gnu/libclang-11.so.1
   

2. 或者安装开发包 libclang-<version>-dev：

   $ sudo apt install libclang-11-dev
   

3. 或者创建一个符号链接：

   ln -s libclang-11.so.1 libclang.so
   

4. 或者在代码中硬编码加载库文件：

   clang.cindex.Config.load_library_file('libclang-11.so.1')
   

2. 项目的使用说明

2.1 在 Python 代码中使用 ctypeslib2

您可以将 ctypeslib2 作为库在您的 Python 代码中使用。以下是一些示例：

import ctypeslib

# 翻译简单的 C 代码
py_module = ctypeslib.translate('''int i = 12;''')
print(py_module.i)  # 输出 12

# 翻译结构体定义
py_module2 = ctypeslib.translate('''struct coordinates { int i ; int y; };''')
print(py_module2.struct_coordinates)  # 输出 <class 'struct_coordinates'>
print(py_module2.struct_coordinates(1,2))  # 输出 <struct_coordinates object at 0xabcde12345>

# 翻译文件并输出到文件
py_module3 = ctypeslib.translate_files(['mytest.c'], outfile=open('mytest.py', 'w'))
print(open('mytest.py').read())

# 翻译文件并输出代码
py_module4 = ctypeslib.translate_files(['mytest.c'])
print(open('mytest.py').read())

# 使用 clang 选项进行跨平台翻译
from ctypeslib.codegen import config
cfg = config.CodegenConfig()
cfg.clang_opts.extend(['-target', 'arm-gnu-linux'])
py_module5 = ctypeslib.translate_files(['mytest.c'], cfg=cfg)
print(open('mytest.py').read())

2.2 在命令行中使用 ctypeslib2

您可以在命令行中使用 clang2py 脚本将 C 代码转换为 Python 代码。以下是一个示例：

$ cat t.c 
struct my_bitfield {
long a:3;
long b:4;
unsigned long long c:3;
unsigned long long d:3;
long f:2;
};

$ clang2py t.c

输出：

# -*- coding: utf-8 -*-
#
# TARGET arch is: []
# WORD_SIZE is: 8
# POINTER_SIZE is: 8
# LONGDOUBLE_SIZE is: 16
#
import ctypes

class struct_my_bitfield(ctypes.Structure):
    _pack_ = True # source:False
    _fields_ = [
    ('a', ctypes.c_int64, 3),
    ('b', ctypes.c_int64, 4),
    ('c', ctypes.c_int64, 3),
    ('d', ctypes.c_int64, 3),
    ('f', ctypes.c_int64, 2),
    ('PADDING_0', ctypes.c_int64, 49)]

__all__ = \
    ['struct_my_bitfield']

2.3 使用额外的 clang 参数

您可以通过 --clang-args 选项传递额外的 clang 参数：

$ cat test-stdbool.c 
#include <stdbool.h>

typedef struct s_foo {
bool bar1;
bool bar2;
bool bar3;
} foo;

$ clang2py --clang-args="-I/usr/include/clang/4.0/include" test-stdbool.c

输出：

# -*- coding: utf-8 -*-
#
# TARGET arch is: ['-I/usr/include/clang/4.0/include']
# WORD_SIZE is: 8
# POINTER_SIZE is: 8
# LONGDOUBLE_SIZE is: 16
#
import ctypes

class struct_s_foo(ctypes.Structure):
    _pack_ = True # source:False
    _fields_ = [
    ('bar1', ctypes.c_bool),
    ('bar2', ctypes.c_bool),
    ('bar3', ctypes.c_bool),]

foo = struct_s_foo
__all__ = ['struct_s_foo', 'foo']

3. 项目 API 使用文档

3.1 ctypeslib.translate

将 C 代码字符串翻译为 Python 模块。

import ctypeslib
py_module = ctypeslib.translate('''int i = 12;''')
print(py_module.i)  # 输出 12

3.2 ctypeslib.translate_files

将 C 文件翻译为 Python 模块，并可以选择输出到文件。

py_module = ctypeslib.translate_files(['mytest.c'], outfile=open('mytest.py', 'w'))
print(open('mytest.py').read())

3.3 clang2py 命令行工具

clang2py 是一个命令行工具，用于将 C 头文件转换为 Python 代码。支持多种选项，如包含注释、指定目标架构等。

clang2py --clang-args="-I/usr/include/clang/4.0/include" test-stdbool.c

4. 项目安装方式

4.1 通过 PyPi 安装

pip install ctypeslib2

4.2 指定 LLVM Clang 版本安装

pip install ctypeslib2 clang==16

4.3 使用 LLVM 安装脚本

wget https://apt.llvm.org/llvm.sh && chmod +x llvm.sh
./llvm.sh 16

4.4 使用 Anaconda 安装

您可以通过 Anaconda 安装 LLVM Clang 和 ctypeslib2。

conda install -c conda-forge clang
pip install ctypeslib2

通过以上步骤，您可以成功安装并使用 ctypeslib 项目。