Взаимодействие Python с DLL: инструменты системного программирования

Расширенные примеры

Работа с функциями, принимающими структуры

Рассмотрим вызов функции GetSystemTime из kernel32, которая заполняет структуру SYSTEMTIME.

import ctypes
from ctypes import wintypes

# Определяем структуру
class SYSTEMTIME(ctypes.Structure):
    _fields_ = [
        ('wYear', wintypes.WORD),
        ('wMonth', wintypes.WORD),
        ('wDayOfWeek', wintypes.WORD),
        ('wDay', wintypes.WORD),
        ('wHour', wintypes.WORD),
        ('wMinute', wintypes.WORD),
        ('wSecond', wintypes.WORD),
        ('wMilliseconds', wintypes.WORD),
    ]

kernel32 = ctypes.WinDLL('kernel32', use_last_error=True)
kernel32.GetSystemTime.argtypes = [ctypes.POINTER(SYSTEMTIME)]
kernel32.GetSystemTime.restype = None

st = SYSTEMTIME()
kernel32.GetSystemTime(ctypes.byref(st))
print(f"{st.wDay}.{st.wMonth}.{st.wYear} {st.wHour}:{st.wMinute}:{st.wSecond}")

25.3.2025 14:35:12

Пояснение: структура объявляется как класс, наследующий от ctypes.Structure, с полями _fields_. Для передачи по ссылке используется ctypes.byref() или pointer().

Передача массивов и указателей

Функция memcpy из msvcrt копирует блок памяти. Покажем, как передать изменяемый буфер.

import ctypes

msvcrt = ctypes.CDLL('msvcrt')
msvcrt.memcpy.argtypes = [ctypes.c_void_p, ctypes.c_void_p, ctypes.c_size_t]
msvcrt.memcpy.restype = ctypes.c_void_p

# Создаём исходные данные (строка) и целевой буфер
src = ctypes.create_string_buffer(b"Hello, DLL!")
dst = ctypes.create_string_buffer(20)

msvcrt.memcpy(dst, src, len(src))
print(dst.value)  # b"Hello, DLL!"

b"Hello, DLL!"

Для работы с изменяемыми массивами используйте create_string_buffer (для char*) или create_unicode_buffer (для wchar_t*).

Обработка ошибок и исключений при вызове DLL

При вызове функций могут возникать Windows-ошибки. Используйте GetLastError и блок try/except.

import ctypes

kernel32 = ctypes.WinDLL('kernel32', use_last_error=True)

# Попробуем открыть несуществующий файл
CreateFile = kernel32.CreateFileW
CreateFile.argtypes = [ctypes.c_wchar_p, ctypes.c_uint32, ctypes.c_uint32, ctypes.c_void_p, ctypes.c_uint32, ctypes.c_uint32, ctypes.c_void_p]
CreateFile.restype = ctypes.c_void_p

INVALID_HANDLE_VALUE = ctypes.c_void_p(-1).value

handle = CreateFile('nonexistent.txt', 0x80000000, 0, None, 3, 0, None)
if handle == INVALID_HANDLE_VALUE:
    err = ctypes.get_last_error()
    raise ctypes.WinError(err)
else:
    kernel32.CloseHandle(handle)

OSError: [WinError 2] The system cannot find the file specified

Использование WinError преобразует код ошибки в понятное сообщение. Для проверки ошибок в cffi аналогично можно получить код последней ошибки через ffi.errno (только для errno).

Вызов функций с колбэками (callback)

Многие DLL-функции принимают указатель на функцию обратного вызова (callback). Пример с функцией EnumWindows:

import ctypes

# Определяем тип колбэка
WNDENUMPROC = ctypes.WINFUNCTYPE(ctypes.c_bool, ctypes.c_void_p, ctypes.c_void_p)

user32 = ctypes.WinDLL('user32')
user32.EnumWindows.argtypes = [WNDENUMPROC, ctypes.c_void_p]
user32.EnumWindows.restype = ctypes.c_bool

# Счётчик окон
count = 0
def enum_callback(hwnd, lParam):
    global count
    count += 1
    print(f"Окно: {hwnd}")
    return True  # продолжать перечисление

callback = WNDENUMPROC(enum_callback)
user32.EnumWindows(callback, None)
print(f"Всего окон: {count}")

Окно: 123456
Окно: 789012
...
Всего окон: 42

Внимание: колбэк не должен вызывать исключения в Python - это может привести к крашу процесса. Используйте try/except внутри колбэка.

Работа с динамическими библиотеками в Linux (so)

Принципы те же, но для загрузки используется CDLL (по умолчанию cdecl). Пример вызова printf из libc:

import ctypes

libc = ctypes.CDLL('libc.so.6')
libc.printf.argtypes = [ctypes.c_char_p]
libc.printf.restype = ctypes.c_int

libc.printf(b"Hello from libc!\n")

Hello from libc!

Для поиска библиотеки используйте ctypes.util.find_library('c').