一、介绍
libffi是一个C语言库，它提供了一些接口函数，使得在C语言中调用其他语言的代码成为可能。要实现这一功能，libffi主要提供了以下几个接口函数：
/* 用于获取一个函数指针 */
void *ffi_prep_closure_loc(ffi_closure *closure,
ffi_cif *cif,
void (*fun)(ffi_cif*,void*,void**,void*),
void *user_data,
void *codeloc);
/* 用于设置外部函数的参数和返回值 */
void ffi_call(ffi_cif *cif,
void (*fn)(void), /* 被调用的外部函数 */
void *rvalue,
void **avalue);
/* 用于分配和释放CIF描述符 */
ffi_status ffi_prep_cif(ffi_cif *cif,
ffi_abi abi,
unsigned int nargs,
ffi_type *rtype,
ffi_type **atypes);
void ffi_free_cif(ffi_cif *cif);
二、应用
下面我们介绍一些在实际开发中可能用到的使用libffi的场景。
1. 在C语言中调用Python代码
可以使用libffi来调用Python代码中的函数。假设Python代码中定义了如下函数：
def add(a, b):
return a + b
可以通过以下方式在C语言中调用这个函数：
#include <stdio.h>
#include <ffi.h>
#include <Python.h>
int main() {
Py_Initialize();
/* 获取Python模块和函数对象 */
PyObject *module = PyImport_ImportModule("test");
PyObject *func = PyObject_GetAttrString(module, "add");
/* 定义函数参数类型 */
ffi_type *arg_types[2] = {&ffi_type_sint, &ffi_type_sint};
ffi_cif cif;
ffi_prep_cif(&cif, FFI_DEFAULT_ABI, 2, &ffi_type_sint, arg_types);
/* 准备参数 */
int a = 1, b = 2;
void *args[2] = {&a, &b};
/* 调用函数 */
int result;
ffi_call(&cif, FFI_FN(func), &result, args);
/* 打印结果 */
printf("%d\n", result);
Py_Finalize();
return 0;
}
2. 在C语言中调用Java代码
如果需要在C语言中调用Java代码，可以使用JNI进行实现。但是在某些场景下，可能需要动态加载Java类并调用其中的方法。这时可以使用libffi来实现。假设有一个Java类：
public class Test {
public static int add(int a, int b) {
return a + b;
}
}
可以通过以下方式在C语言中动态加载这个Java类并调用其中的方法：
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
#include <ffi.h>
#include <jni.h>
int main() {
void *libjvm = dlopen("/usr/lib/jvm/java-8-openjdk-amd64/jre/lib/amd64/server/libjvm.so", RTLD_LAZY);
if (!libjvm) {
printf("Failed to load jvm\n");
return 1;
}
int (*JNI_CreateJavaVM)(JavaVM **pvm, JNIEnv **env, void *vm_args) = dlsym(libjvm, "JNI_CreateJavaVM");
if (!JNI_CreateJavaVM) {
printf("Failed to locate JNI_CreateJavaVM\n");
return 1;
}
JavaVM *jvm;
JNIEnv *env;
JavaVMInitArgs vm_args;
JavaVMOption options[1];
options[0].optionString = "-Djava.class.path=" "/path/to/test.jar";
vm_args.version = JNI_VERSION_1_8;
vm_args.nOptions = 1;
vm_args.options = options;
vm_args.ignoreUnrecognized = JNI_FALSE;
JNI_CreateJavaVM(&jvm, &env, &vm_args);
/* 获取Test类和add方法 */
jclass cls = (*env)->FindClass(env, "Test");
jmethodID mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "add", "(II)I");
/* 定义函数参数类型 */
ffi_type *arg_types[2] = {&ffi_type_sint, &ffi_type_sint};
ffi_cif cif;
ffi_prep_cif(&cif, FFI_DEFAULT_ABI, 2, &ffi_type_sint, arg_types);
/* 准备参数 */
int a = 1, b = 2;
void *args[2] = {&a, &b};
/* 调用函数 */
int result;
ffi_call(&cif, FFI_FN(mid), &result, args);
/* 打印结果 */
printf("%d\n", result);
(*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);
return 0;
}
3. 动态调用外部函数
有时候需要在程序运行时动态地加载某个共享库并调用其中的函数。可以使用libffi来实现这一功能。假设有如下共享库：
#include <stdio.h>
void add(int a, int b) {
printf("%d\n", a + b);
}
可以通过以下方式在C语言中动态加载这个共享库并调用其中的函数：
#include <stdio.h>
#include <dlfcn.h>
#include <ffi.h>
int main() {
void *lib = dlopen("/path/to/libadd.so", RTLD_LAZY);
if (!lib) {
printf("Failed to load libadd.so\n");
return 1;
}
/* 获取add函数 */
void (*add_func)(int, int) = dlsym(lib, "add");
if (!add_func) {
printf("Failed to locate add function\n");
return 1;
}
/* 定义函数参数类型 */
ffi_type *arg_types[2] = {&ffi_type_sint, &ffi_type_sint};
ffi_cif cif;
ffi_prep_cif(&cif, FFI_DEFAULT_ABI, 2, &ffi_type_void, arg_types);
/* 准备参数 */
int a = 1, b = 2;
void *args[2] = {&a, &b};
/* 调用函数 */
ffi_call(&cif, FFI_FN(add_func), NULL, args);
dlclose(lib);
return 0;
}
三、使用建议
使用libffi需要对目标函数/方法的参数和返回值类型进行准确的描述，并且需要确保函数指针和参数列表匹配。因此，在使用libffi进行开发时，建议在代码中增加必要的注释，以方便后续维护。
四、总结
本文介绍了libffi的实现原理和应用，包括在C语言中调用Python代码、在C语言中调用Java代码、动态调用外部函数等多个方面。建议在使用libffi进行开发时，增加必要的注释，以方便后续维护。
