帮我理解为什么我简单使用Python的ctypes模块失败

Question

我正在尝试理解Python中的“ctypes”模块。我做了一个简单的例子，理想情况下是用它来封装statvfs()这个函数调用。代码看起来是这样的：

from ctypes import *

class struct_statvfs (Structure):
    _fields_ = [
            ('f_bsize', c_ulong),
            ('f_frsize', c_ulong),
            ('f_blocks', c_ulong),
            ('f_bfree', c_ulong),
            ('f_bavail', c_ulong),
            ('f_files', c_ulong),
            ('f_ffree', c_ulong),
            ('f_favail', c_ulong),
            ('f_fsid', c_ulong),
            ('f_flag', c_ulong),
            ('f_namemax', c_ulong),
            ]


libc = CDLL('libc.so.6')
libc.statvfs.argtypes = [c_char_p, POINTER(struct_statvfs)]
s = struct_statvfs()

res = libc.statvfs('/etc', byref(s))
print 'return = %d, f_bsize = %d, f_blocks = %d, f_bfree = %d' % (
    res, s.f_bsize, s.f_blocks, s.f_bfree)

运行这个代码总是返回：

return = 0, f_bsize = 4096, f_blocks = 10079070, f_bfree = 5048834
*** glibc detected *** python: free(): invalid next size (fast): 0x0000000001e51780 ***
*** glibc detected *** python: malloc(): memory corruption (fast): 0x0000000001e517e0 ***

我找不到关于如何用复杂类型作为参数来调用函数的例子（有很多关于函数返回复杂类型的例子），但我盯着ctypes的文档看了一天，我觉得我的调用语法是正确的……而且它确实在调用statvfs()并且得到了正确的结果。

我是不是误解了ctypes的文档？还是这里发生了其他事情？

谢谢！

Answer 1

正如Eli所说，查看/usr/include/bits/statvfs.h文件，你的结构体定义得不太对。

在我的64位Gentoo系统上，它应该是这样的：

 class struct_statvfs (Structure):
    _fields_ = [
            ('f_bsize', c_ulong),
            ('f_frsize', c_ulong),
            ('f_blocks', c_ulong),
            ('f_bfree', c_ulong),
            ('f_bavail', c_ulong),
            ('f_files', c_ulong),
            ('f_ffree', c_ulong),
            ('f_favail', c_ulong),
            ('f_fsid', c_ulong),
            ('f_flag', c_ulong),
            ('f_namemax', c_ulong),
            ('__f_space', c_int * 6) # you are missing this
            ]

Answer 2

关于statvfs的手册说明，它提到使用的结构体大概是这样定义的，所以你不能完全依赖手册上列出的字段。

我猜在你定义的结构体后面可能还有其他字段。这会导致statvfs函数在你的结构体外部写入数据，从而覆盖了内存。我通过在我的结构体定义中的_fields_里添加一个很大的填充字段，解决了这个问题：

("padding", c_int * 1000),

需要注意的是，我的脚本表现出的问题和你的不太一样；我遇到了段错误，而你只是收到了错误信息。不过，我猜这可能是同样的问题，所以你可以试着添加一些填充字段，看看问题是否还存在。

Answer 3

执行这个命令可以在你的系统上获取struct statvfs的具体定义：

echo '#include <sys/statvfs.h>' | gcc -E - | less

然后按下/struct statvfs<enter>，这样可以直接跳到定义的地方，方便你查看。

另外，你也可以看看我对fusepy的补丁，还有他们的定义。