Python ctypes对齐数据结构

Question

我有一个编译为共享对象的 C 库，我想围绕它构建一个 ctypes 接口以从 Python 调用 C 函数。

一般来说它工作正常，但在 C 库中有一个双精度数组的定义：

typedef double __attribute__ ((aligned (32))) double_array[512];

我发现没有办法直接访问这个类型，所以我在Python中定义：

DoubleArray = ctypes.c_double * 512

虽然这在大多数情况下都可行，但有时 C 库会出现段错误，我猜这是因为 DoubleArray 未对齐到 32 字节（也许库期望这样做，因为数据已传递给 AVX）。

我该如何解决这个问题？

Answer 1

数组最多不对齐 31 个字节。要获得对齐的数组，请过度分配 31 个字节，然后，如果基地址未对齐，请添加一个偏移量以使其对齐。这是一个通用函数：

def aligned_array(alignment, dtype, n):
    mask = alignment - 1
    if alignment == 0 or alignment & mask != 0:
        raise ValueError('alignment is not a power of 2')
    size = n * ctypes.sizeof(dtype) + mask
    buf = (ctypes.c_char * size)()
    misalignment = ctypes.addressof(buf) & mask
    if misalignment:
        offset = alignment - misalignment        
    else:
        offset = 0
    return (dtype * n).from_buffer(buf, offset)

例如：

>>> arr = aligned_array(2**4, ctypes.c_double, 512)
>>> hex(ctypes.addressof(arr))
'0x1754410'
>>> arr = aligned_array(2**8, ctypes.c_double, 512)
>>> hex(ctypes.addressof(arr))
'0x1755500'
>>> arr = aligned_array(2**12, ctypes.c_double, 512)
>>> hex(ctypes.addressof(arr))
'0x1757000'
>>> arr = aligned_array(2**16, ctypes.c_double, 512)
>>> hex(ctypes.addressof(arr))
'0x1760000'

Python ctypes对齐数据结构

Python ctypes align data structure

c

python

ctypes

memory-alignment