Python 3.x 使用Ctypes与Fortran DLL接口时发生访问冲突

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我有一组从Fortran创建的DLL,我正在从python运行。我已经成功地创建了一个包装器类,并且已经运行DLL好几个星期了

今天我注意到输入中有一个错误并对其进行了更改,但令我惊讶的是,这导致了以下情况:

OSError: exception: access violation reading 0x705206C8
似乎某些输入值以某种方式导致我尝试访问非法数据。我创建了以下MCVE,它确实重复了这个问题。具体来说,当
338
时会抛出一个错误。不幸的是,我不能发布原始的Fortran代码,也不能创建一个MCVE来复制问题,并进行充分的抽象,以便我可以共享它。在Fortran代码中,所有变量要么声明为
integer
类型,要么声明为
real(8)
类型

import ctypes
import os
DLL_PATH = "C:\Repos\CASS_PFM\dlls"
class wrapper:
    def __init__(self,data):
        self.data = data
        self.DLL = ctypes.CDLL(os.path.join(DLL_PATH,"MyDLL.dll"))
        self.fortran_subroutine = getattr(self.DLL,"MyFunction_".lower())
        self.output = {}

    def run(self):
        out = (ctypes.c_longdouble * len(self.data))()
        in_data = []
        for item in self.data:
            item.convert_to_ctypes()
            in_data.append(ctypes.byref(item.c_val))
        self.fortran_subroutine(*in_data, out)
        for item in self.data:
            self.output[item.name] = item.convert_to_python()

class FortranData:
    def __init__(self,name,py_val,ctype,some_param=True):
        self.name = name
        self.py_val = py_val
        self.ctype = ctype
        self.some_param = some_param

    def convert_to_ctypes(self):
        ctype_converter = getattr(ctypes,self.ctype)
        self.c_val = ctype_converter(self.py_val)
        return self.c_val

    def convert_to_python(self):
        self.py_val = self.c_val.value
        return self.py_val


def main():
    R_o = 350
    data = [
            FortranData("R_o",R_o,'c_double',False),
            FortranData("thick",57.15,'c_double',False),
            FortranData("axial_c",100,'c_double',False),
            FortranData("sigy",235.81,'c_double',False),
            FortranData("sigu",619.17,'c_double',False),
            FortranData("RO_alpha",1.49707,'c_double',False),
            FortranData("RO_sigo",235.81,'c_double',False),
            FortranData("RO_epso",0.001336,'c_double',False),
            FortranData("RO_n",6.6,'c_double',False),
            FortranData("Resist_Jic",116,'c_double',False),
            FortranData("Resist_C",104.02,'c_double',False),
            FortranData("Resist_m",0.28,'c_double',False),
            FortranData("pressure",15.51375,'c_double',False),
            FortranData("i_write",0,'c_int',False),
            FortranData("if_flag_twc",0,'c_int',),
            FortranData("i_twc_ll",0,'c_int',),
            FortranData("i_twc_epfm",0,'c_int',),
            FortranData("i_err_code",0,'c_int',),
            FortranData("Axial_TWC_ratio",0,'c_double',),
            FortranData("Axial_TWC_fail",0,'c_int',),
            FortranData("c_max_ll",0,'c_double',),
            FortranData("c_max_epfm",0,'c_double',)
    ]
    obj = wrapper(data)
    obj.run()
    print(obj.output)


if __name__ == "__main__": main()
这不仅仅是
R\o
值;有些值的组合会导致相同的错误(似乎没有韵律或原因)。根据传递给DLL的值,上述Python中是否存在可能导致访问冲突的内容


Python版本是3.7.2,32位

我发现代码有两个问题(可能还有第三个问题):

  • 未指定argtypes(和restype),如中所述。在这种情况下发生的情况有很多例子,这里有两个:

  • 这可能是前文的结果(或至少与前文密切相关)如果没有Fortran(或更好的:C)函数原型,我只能猜测,但无论如何肯定有问题。我假设对于输入数据,事情应该与输出数据相同,因此函数将采用2个数组(大小相同),而输入元素将是
    void*
    s(因为它们的类型不一致)。然后,您需要这样的东西(尽管我无法想象Fortran如何知道哪个元素包含int,哪个元素包含double):

    in_数据(ctypes.c_void_p*len(self.data))()
    对于idx,枚举中的项(self.data):
    item.convert_to_ctypes()
    in_数据[索引]=ctypes.addressof(item.c_val)
    
  • 因为您使用的是32位,所以还应该考虑调用约定(
    ctypes.CDLL
    vs
    ctypes.windl

  • 但是,没有函数原型,一切都只是猜测


    另外,为什么
    “MyFunction”。lower()
    而不是
    “MyFunction”

    结果有两个问题,一个是通过指定argtypes解决的,另一个是Fortran不收敛HA,因此.dll中还有一个逻辑错误。