使用 Ctypes 与 Fortran DLL 交互时出现访问冲突

Question

我有一组从 Fortran 创建的 dll，我是运行来自 python。我已经成功地创建了一个包装器 class 并且运行 dll 已经好几个星期了。

今天我发现输入错误并进行了更改，但令我惊讶的是，这导致了以下问题：

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 < R_o < 361 时会抛出一个错误。不幸的是，我不能发布原始 Fortran 代码，也不能创建一个 MCVE 来复制问题并且足够抽象以便我可以共享它。所有变量在 Fortran 代码中都声明为 integer 或 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；有一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 中是否有任何内容可能导致访问冲突？

Python 版本为 3.7.2，32 位

Answer 1

我看到代码有 2 个问题（还有一个潜在的 3^rd）：

argtypes（和 restype）未指定，如 [Python 3]: Specifying the required argument types (function prototypes) 中所述。在这种情况下发生的事情有很多例子，这里有两个：
这可能是前者的后果（或者至少与前者密切相关）。 我只能猜测没有 Fortran（或更好：C）函数原型，但无论如何有肯定有问题。我假设对于输入数据，事情应该与输出数据相同，所以该函数将采用 2 个数组（相同大小），并且输入的元素将是 void *s（因为它们的类型不一致） .然后，你需要类似的东西（虽然我无法想象 Fortran 怎么知道哪个元素包含一个 int 而哪个元素包含双):
```
in_data (ctypes.c_void_p * len(self.data))()
for idx, item in enumerate(self.data):
    item.convert_to_ctypes()
    in_data[index] = ctypes.addressof(item.c_val)
```
由于您使用的是 32 位，因此您还应该考虑调用约定（ctypes.CDLL vs ctypes.WinDLL)

但同样，如果没有函数原型，一切都只是猜测。

此外，为什么 "MyFunction_".lower() 而不是 "myfunction_"？

使用 Ctypes 与 Fortran DLL 交互时出现访问冲突

Access Violation when using Ctypes to Interface with Fortran DLL

ctypes

python-3.x