Python调用windows下DLL详解 - ctypes库的使用[转]

来源：互联网发布：java面试宝典2017 编辑：程序博客网时间：2024/05/01 09:44

Python调用windows下DLL详解

在python中某些时候需要C做效率上的补充，在实际应用中，需要做部分数据的交互。使用python中的ctypes模块可以很方便的调用windows的dll（也包括linux下的so等文件），下面将详细的讲解这个模块（以windows平台为例子），当然我假设你们已经对windows下怎么写一个DLL是没有问题的。

引入ctypes库

from ctypes import *

假设你有了一个符合cdecl（这里强调调用约定是因为，stdcall调用约定和cdecl调用约定声明的导出函数，在用python加载使用的加载函数是不同的，后面会说明）调用约定的DLL（名字是add.dll)，且有一个导出函数Add。

建立一个Python文件DllCall.py测试：

from ctypes import *

dll = CDLL("add.dll")

print dll.Add(1, 102)

结果：103

上面是一个简单的例子。

1、加载DLL

上面已经说过，加载的时候要根据你将要调用的函数是符合什么调用约定的。

stdcall调用约定：两种加载方式

Objdll = ctypes.windll.LoadLibrary("dllpath")

Objdll = ctypes.WinDLL("dllpath")

cdecl调用约定：也有两种加载方式

Objdll = ctypes.cdll.LoadLibrary("dllpath")

Objdll = ctypes.CDLL("dllpath")

其实windll和cdll分别是WinDLL类和CDll类的对象。

2、调用dll中的方法

在1中加载dll的时候会返回一个DLL对象（假设名字叫Objdll），利用该对象就可以调用dll中的方法。

e.g.如果dll中有个方法名字叫Add（注意如果经过stdcall声明的方法，如果不是用def文件声明的导出函数的话，编译器会对函数名进行修改，这个要注意）

调用：nRet = Objdll.Add(12, 15) 即完成一次调用。

看起来调用似乎很简单，不要只看表象，呵呵，这是因为Add这个函数太简单了，现在假设函数需要你传入一个int类型的指针（int*），可以通过库中的byref关键字来实现，假设现在调用的函数的第三个参数是个int类型的指针。

intPara = c_int(9)

dll.sub(23, 102, byref(intPara))

print intPara.value

如果是要传入一个char缓冲区指针，和缓冲区长度，方法至少有四种：

# char* -- 1

szPara = create_string_buffer('/0'*100)

dll.PrintInfo(byref(szPara), 100);

print szPara.value

# char* -- 2

sBuf = 'aaaaaaaaaabbbbbbbbbbbbbb'

pStr = c_char_p( )

pStr.value = sBuf

#pVoid = ctypes.cast( pStr, ctypes.c_void_p ).value

dll.PrintInfo(pStr, len(pStr.value))

print pStr.value

# char* -- 3

strMa = "/0"*20

FunPrint = dll.PrintInfo

FunPrint.argtypes = [c_char_p, c_int]

#FunPrint.restypes = c_void_p

nRst = FunPrint(strMa, len(strMa))

print strMa,len(strMa)

# char* -- 4

pStr2 = c_char_p("/0")

print pStr2.value

#pVoid = ctypes.cast( pStr, ctypes.c_void_p ).value

dll.PrintInfo(pStr2, len(pStr.value))

print pStr2.value

3、C基本类型和ctypes中实现的类型映射表

ctypes数据类型 C数据类型

c_char char

c_short short

c_int int

c_long long

c_ulong unsign long

c_float float

c_double double

c_void_p void

对应的指针类型是在后面加上"_p"，如int*是c_int_p等等。

在python中要实现c语言中的结构，需要用到类。

4、DLL中的函数返回一个指针。

虽然这不是个好的编程方法，不过这种情况的处理方法也很简单，其实返回的都是地址，把他们转换相应的python类型，在通过value属性访问。

pchar = dll.getbuffer()

szbuffer = c_char_p(pchar)

print szbuffer.value

5、处理C中的结构体类型

为什么把这个单独提出来说呢，因为这个是最麻烦也是最复杂的，在python里面申明一个类似c的结构体，要用到类，并且这个类必须继承自Structure。

先看一个简单的例子：

C里面dll的定义如下：

typedef struct _SimpleStruct

{

int nNo;

float fVirus;

char szBuffer[512];

} SimpleStruct, *PSimpleStruct;

typedef const SimpleStruct* PCSimpleStruct;

extern "C"int __declspec(dllexport) PrintStruct(PSimpleStruct simp);

int PrintStruct(PSimpleStruct simp)

{

printf ("nMaxNum=%f, szContent=%s", simp->fVirus, simp->szBuffer);

return simp->nNo;

}

Python的定义：

from ctypes import *

class SimpStruct(Structure):

_fields_ = [ ("nNo", c_int),

("fVirus", c_float),

("szBuffer", c_char * 512)]

dll = CDLL("AddDll.dll")

simple = SimpStruct();

simple.nNo = 16

simple.fVirus = 3.1415926

simple.szBuffer = "magicTong/0"

print dll.PrintStruct(byref(simple))

上面例子结构体很简单，如果结构体里面有指针，甚至是指向结构体的指针，python里面也有相应的处理方法。

下面这个例子来自网上，本来想自己写个，懒得写了，能说明问题就行：

C代码如下：

typedef struct

{

char words[10];

}keywords;

typedef struct

{

keywords *kws;

unsigned int len;

}outStruct;

extern "C"int __declspec(dllexport) test(outStruct *o);

int test(outStruct *o)

{

unsigned int i = 4;

o->kws = (keywords *)malloc(sizeof(unsigned char) * 10 * i);

strcpy(o->kws[0].words, "The First Data");

strcpy(o->kws[1].words, "The Second Data");

o->len = i;

return 1;

}

Python代码如下：

class keywords(Structure):

_fields_ = [('words', c_char *10),]

class outStruct(Structure):

_fields_ = [('kws', POINTER(keywords)),

('len', c_int),]

o = outStruct()

dll.test(byref(o))

print o.kws[0].words;

print o.kws[1].words;

print o.len

6、例子

说得天花乱坠，嘿嘿，还是看两个实际的例子。

例子一：

这是一个GUID生成器，其实很多第三方的python库已经有封装好的库可以调用，不过这得装了那个库才行，如果想直接调用一些API，对于python来说，也要借助一个第三方库才行，这个例子比较简单，就是用C++调用win32 API来产生GUID，然后python通过调用c++写的dll来获得这个GUID

C++代码如下：

extern "C"__declspec(dllexport) char* newGUID();
char* newGUID()
{
     static char buf[64] = {0};
     statc GUID guid; 
     if (S_OK == ::CoCreateGuid(&guid))
     {
 // "%08X-%04X-%04X-%02X%02X-%02X%02X%02X%02X%02X%02X"
       _snprintf(buf, sizeof(buf), 
"%08X-%04X-%04X-%02X%02X-%02X%02X%02X%02X%02X%02X",
guid.Data1,
guid.Data2,
guid.Data3, 
guid.Data4[0], guid.Data4[1], 
guid.Data4[2], guid.Data4[3], 
guid.Data4[4], guid.Data4[5], 
guid.Data4[6], guid.Data4[7]
             );
   ::MessageBox(NULL, buf, "GUID", MB_OK);
      }
   return (char*)buf;
}

Python代码如下：

def CreateGUID():
    """
    创建一个全局唯一标识符
    类似：E06093E2-699A-4BF2-A325-4F1EADB50E18
    NewVersion
    """
    try:
        # dll path 
        strDllPath = sys.path[0] + str(os.sep) + "createguid.dll"
        dll = CDLL(strDllPath)
        b = dll.newGUID()
        a = c_char_p(b)                    
    except Exception, error:
        print error
        return "" 
    return a.value

例子二：

这个例子是调用kernel32.dll中的createprocessA函数来启动一个记事本进程。

#  -*- coding:utf-8 -*- 
from ctypes import *
# 定义_PROCESS_INFORMATION结构体 
class _PROCESS_INFORMATION(Structure):
    _fields_ = [('hProcess', c_void_p),
                ('hThread', c_void_p),
                ('dwProcessId', c_ulong),
                ('dwThreadId', c_ulong)]
# 定义_STARTUPINFO结构体 
class _STARTUPINFO(Structure):
    _fields_ = [('cb',c_ulong),
                ('lpReserved', c_char_p),
                ('lpDesktop', c_char_p),
                ('lpTitle', c_char_p),
                ('dwX', c_ulong),
                ('dwY', c_ulong),
                ('dwXSize', c_ulong),
                ('dwYSize', c_ulong),
                ('dwXCountChars', c_ulong),
                ('dwYCountChars', c_ulong),
                ('dwFillAttribute', c_ulong),
                ('dwFlags', c_ulong),
                ('wShowWindow', c_ushort),
                ('cbReserved2', c_ushort),
                ('lpReserved2', c_char_p),
                ('hStdInput', c_ulong),
                ('hStdOutput', c_ulong),
                ('hStdError', c_ulong)]
    
NORMAL_PRIORITY_CLASS = 0x00000020     # 定义NORMAL_PRIORITY_CLASS
kernel32 = windll.LoadLibrary("kernel32.dll")  # 加载kernel32.dll
CreateProcess = kernel32.CreateProcessA   # 获得CreateProcess函数地址
ReadProcessMemory = kernel32.ReadProcessMemory # 获得ReadProcessMemory函数地址
WriteProcessMemory = kernel32.WriteProcessMemory # 获得WriteProcessMemory函数地址
TerminateProcess = kernel32.TerminateProcess
# 声明结构体 
ProcessInfo = _PROCESS_INFORMATION()
StartupInfo = _STARTUPINFO()
fileName = 'c:/windows/notepad.exe'       # 要进行修改的文件
address = 0x0040103c        # 要修改的内存地址
strbuf = c_char_p("_")        # 缓冲区地址
bytesRead = c_ulong(0)       # 读入的字节数
bufferSize =  len(strbuf.value)     # 缓冲区大小
# 创建进程 
CreateProcess(fileName, 0, 0, 0, 0, NORMAL_PRIORITY_CLASS,0, 0, byref(StartupInfo), byref(ProcessInfo))