Python CFFI 模块间C级动态链接与符号解析指南

from cffi import FFI
from pathlib import Path

# 模拟foo_a库
Path('foo_a.h').write_text("""\
int bar(int x);
""")
Path('foo_a.c').write_text("""\
#include "foo_a.h"
int bar(int x) {
  return x + 69;
}
""")

# 模拟foo_b库，其C代码依赖foo_a的bar函数
Path('foo_b.h').write_text("""\
int baz(int x);
""")
Path('foo_b.c').write_text("""\
#include "foo_a.h"
#include "foo_b.h"
int baz(int x) {
  return bar(x * 100); # <-- 这里直接调用bar，导致C级依赖
}
""")

# 构建ffi_a
ffi_a = FFI()
ffi_a.cdef('int bar(int x);')
ffi_a.set_source('ffi_foo_a', '#include "foo_a.h"', sources=['foo_a.c'])
ffi_a.compile()

# 构建ffi_b
ffi_b = FFI()
ffi_b.cdef('int baz(int x);')
ffi_b.include(ffi_a) # <-- 此处是Python层面的包含，非C级链接
ffi_b.set_source('ffi_foo_b', '#include "foo_b.h"', sources=['foo_b.c'])
ffi_b.compile() # <-- 在导入ffi_foo_b时会因找不到bar符号而崩溃

# 导入并测试
import ffi_foo_a
if ffi_foo_a.lib.bar(1) == 70: print('foo_a OK')
else: raise AssertionError('foo_a ERR')

# import ffi_foo_b # 此行会因C级链接问题导致运行时错误
# if ffi_foo_b.lib.baz(420) == 42069: print('foo_b OK')
# else: raise AssertionError('foo_b ERR')

# ... (foo_a.h, foo_a.c, foo_b.h, foo_b.c 文件内容不变) ...

ffi_combined = FFI()

# 定义所有C函数原型
ffi_combined.cdef("""
int bar(int x);
int baz(int x);
""")

# 将所有C源文件合并编译
ffi_combined.set_source(
    'ffi_foo_combined',
    """
    #include "foo_a.h"
    #include "foo_b.h"
    """,
    sources=['foo_a.c', 'foo_b.c']
)
ffi_combined.compile()

import ffi_foo_combined
if ffi_foo_combined.lib.bar(1) == 70: print('combined bar OK')
if ffi_foo_combined.lib.baz(420) == 42069: print('combined baz OK')

# 假设foo_a.so 和 foo_b.so 已经通过C编译器正确编译并链接
# 例如，使用Makefile或shell命令：
# gcc -shared -o foo_a.so foo_a.c
# gcc -shared -o foo_b.so foo_b.c -L. -lfoo_a

# CFFI封装 foo_a.so
ffi_a = FFI()
ffi_a.cdef('int bar(int x);')
# 加载预编译的foo_a.so
ffi_a.dlopen('./foo_a.so') 

# CFFI封装 foo_b.so
ffi_b = FFI()
ffi_b.cdef('int baz(int x);')
# ffi_b.include(ffi_a) # 此处可以用于Python层面的类型共享，但对C级链接已无影响
# 加载预编译的foo_b.so
ffi_b.dlopen('./foo_b.so')

import ffi_foo_a_wrapper # 假设这是封装foo_a的Python模块
import ffi_foo_b_wrapper # 假设这是封装foo_b的Python模块

# 现在可以正常调用
# ffi_foo_a_wrapper.lib.bar(...)
# ffi_foo_b_wrapper.lib.baz(...)

// foo_b.c (修改后)
#include "foo_b.h"
// 定义一个全局函数指针，用于指向bar函数
static int (*_glob_bar)(int); 

int baz(int x) {
  return _glob_bar(x * 100); // 通过函数指针调用
}

# ... (foo_a.h, foo_a.c, foo_b.h 文件内容不变) ...

# 构建ffi_a (与原示例相同)
ffi_a = FFI()
ffi_a.cdef('int bar(int x);')
ffi_a.set_source('ffi_foo_a', '#include "foo_a.h"', sources=['foo_a.c'])
ffi_a.compile()

# 构建ffi_b (修改cdef)
ffi_b = FFI()
ffi_b.cdef("""
    // 声明全局函数指针
    int (*_glob_bar)(int); 
    int baz(int x);
""")
ffi_b.set_source('ffi_foo_b', '#include "foo_b.h"', sources=['foo_b.c'], sources_headers={'foo_b.c': 'foo_b.h'}) # 确保C代码是修改后的
ffi_b.compile()

# 导入并初始化
import ffi_foo_a
import ffi_foo_b

# 关键步骤：在Python运行时将bar函数的地址赋值给_glob_bar
ffi_foo_b.lib._glob_bar = ffi_foo_a.ffi.addressof(ffi_foo_a.lib, "bar")

if ffi_foo_a.lib.bar(1) == 70: print('foo_a OK')
else: raise AssertionError('foo_a ERR')

if ffi_foo_b.lib.baz(420) == 42069: print('foo_b OK')
else: raise AssertionError('foo_b ERR')