python - 使用 Swig 传入指向缓冲区的指针，结果为 "TypeError"

Question

我们有一个嵌入式系统，可以对数据缓冲区执行处理。当缓冲区填满时，处理由中断触发。我们的愿望是用模拟输入数据测试算法。我们的数据科学团队使用 Python，算法是用 C 开发的，所以我提出为他们创建一个包装器。

该问题围绕传递到算法中的缓冲区指针展开。

作为一个简单的示例，C 函数如下所示:

float FakeCalc( unsigned int *dataBuffer,
                 float *calcSpace,
                 int    arg1,
                 float  arg2,
                 int    arg3,
                 int    arg4,
                 int   *intermediateResults
               );

我创建了一个 SWIG 接口(interface)文件，如下所示:

%module fakeCalc

%include "typemaps.i"
%apply unsigned int * INPUT { unsigned int * dataBuffer };
%apply float * INOUT { float * calcSpace };
%apply int * OUTPUT { int * intermediateResults };

%{
extern float FakeCalc( unsigned int * dataBuffer,
                 float * calcSpace,
                 int     winAvgSz,
                 float   eleMulSign,
                 int     denomWindNum,
                 int     winSz,
                 int   * intermediateResults
               );
%}

extern float FakeCalc( unsigned int * dataBuffer,
                 float * calcSpace,
                 int     winAvgSz,
                 float   eleMulSign,
                 int     denomWindNum,
                 int     winSz,
                 int   * intermediateResults
               );

这会创建界面，所以我想我已经可以开始了。

在交付之前用 python 进行简单的测试实现如下所示:

#!/usr/bin/python 

from numpy import zeros
from array import array

import sys

import fakeCalc

def printHelp():
    print "testRun.py dataFile"

# Buffer to pass into method for scratch space
scratchBuf = zeros(10)

# Read in data to pass into method
if len(sys.argv) != 2:
    printHelp()
    exit()

dataFile = open(sys.argv[1], "r")

dataArr = array("I")

for dataPoint in dataFile:
    dataArr.append(int(dataPoint[0:-1]))

# Run calculations
fakeCalc.FakeCalc(dataArr, scratchBuf, 10, 10.5, 10, 10)

有几点需要注意。我无法更改该函数的参数，因为它是多个代码库中使用的遗留代码。缓冲区大小的缺乏虽然显然不理想，但由于在硬件初始化时缓冲区是固定的，因此可以得到处理。

calcSpace传入的缓冲区被算法用作暂存空间，intermediateResults内部包含一些中间步骤的结果，dataBuffer只是原始数据，没有改变。

目前我正在得到 类型错误:在方法“FakeCalc”中，参数 1 类型为“unsigned int”

简而言之，这个问题是:是否可以在 Python 中分配这些缓冲区并传递到 C 中？

预先感谢您的帮助!

Answer 1

我找到了解决方案。

从 python 分配缓冲区并将其传入的一个简单方法是使用 swig 提供的“carrays”。这是一个例子:

%module processBuffer

%include "stdint.i"
%include "carrays.i"

%array_class(uint32_t, buffer);

%{
    void processBuffer(unsigned int * buffer);
%}

void processBuffer(unsigned int * buffer);

在Python中，创建缓冲区并通过以下方式传入指针:

#!/usr/bin/python

import processBuffer

buffer = []

for x in range (0, 10):
    buffer.append(x)

print buffer

test = processBuffer.buffer(10);
for x in range (0, 10):
    test[x] = buffer[x]

processBuffer.processBuffer(test.cast())

到目前为止，这种方法没有任何问题。

对于那些感兴趣的人来说，了解一些背景知识，查看生成的代码，原始问题就变得清晰了。传入指针 SWIG 假设正在传递单个对象。为此，会创建一个临时对象以避免类型不兼容。这与数组有关。还有更复杂的解决方案也可以创建自定义类型映射，但上述解决方案要简单得多。