1 適用範圍
本文檔適用於希望使用基於SylixOS進行Python擴展庫開發的用戶。
2 SylixOS Python簡介
Python是一門面向對象的解釋型的腳本語言，Python具有豐富和強大的庫。它常被暱稱爲膠水語言，能夠把用其他語言製作的各種模塊（尤其是C/C++）很輕鬆地聯結在一起。常見的一種應用情形是，使用Python快速生成程序的原型（有時甚至是程序的最終界面），然後對其中有特別要求的部分，用更合適的語言改寫，比如3D遊戲中的圖形渲染模塊，性能要求特別高，就可以用C/C++重寫，而後封裝爲Python可以調用的擴展類庫。
目前SylixOS支持的Python爲3.6.4版本，支持絕大多數內建庫，但並未移植擴展庫。
3 SylixOS Python擴展庫開發
可擴展性是Python的一大特色，Python的擴展庫可以基於Python語言開發，也可通過C、JAVA等語言進行開發。
本文將介紹如何使用RealEvo-IDE開發C語言版本的SylixOS Python擴展庫。C語言版本Python擴展庫開發有以下兩種方式。
3.1 基於python ctypes模塊開發
SylixOS下的Python支持ctypes內建模塊。此模塊的CDLL方法會調用SylixOS操作系統的dlopen()函數，從而導入用戶開發的C/C++動態庫。
編寫簡單的動態庫lib_demo，代碼如程序清單 3.1所示。
程序清單 3.1 動態庫demo
#include <stdio.h>
void lib_func (void)
{
printf("lib_func call!\n");
}
void hello (void)
{
printf("Hello SylixOS!\n");
}
int fact(int n)
{
if (n <= 1)
return 1;
else
return n * fact(n - 1);
}
將lib_demo編譯上傳至目標設備中。新建一個Python腳本test.py，使用VI編輯器編輯python腳本，內容如下：
import ctypes
demo=ctypes.CDLL("/lib/lib_demo.so")
print("-------------")
demo.lib_func()
print("-------------")
demo.hello()
print("-------------")
print(demo.fact(10))
print("-------------")
保存後執行“python test.py”，結果如圖 3.1 所示。
圖 3.1 python腳本執行結果
腳本執行結果顯示，動態庫內的函數被成功調用。
3.2 基於Python擴展庫模板開發
除了使用ctypes直接導入SylixOS動態庫外，python本身也提供自定義擴展庫的模板。通過模板封裝的C/C++動態庫，可以直接使用python的“import”方法導入模塊。
依然以lib_demo爲例，首先需要添加所需頭文件的路徑。頭文件在SylixOS的/lib/python3/include目錄下提供，可自行拷貝至開發的動態庫目錄下。環境配置（以實際環境爲準）如圖 3.2 所示。
圖 3.2 選擇動態庫頭文件路徑
接着封裝動態庫，主要分爲4步：
a、包含Python頭文件；
添加頭文件：#include <Python.h>
b、利用樣板來包裝函數；
將lib_demo中的fact()函數封裝如下（並非修改原函數，而是添加封裝函數）
static PyObject *lib_demo_fact(PyObject *self,PyObject *args) {
int num;
if(!(PyArg_ParseTuple(args,"i",&num))) { //獲取Python傳遞的參數
return NULL;
}
return (PyObject*)Py_BuildValue("i",fact(num));
//將結果轉換爲Python類型並返回
}
c、爲每個模塊增加PyMethodDef ModuleMethods[]數組；
static PyMethodDef lib_demoMethods [] = {
{"fact",lib_demo_fact,METH_VARARGS}, //函數名，包裝函數名，解析
{"hello",lib_demo_hello,METH_NOARGS},
{"lib_func",lib_demo_lib_func,METH_NOARGS},
{NULL,NULL}, //作爲結束
};
d、編寫初始化函數。
static struct PyModuleDef lib_demoModule = {
PyModuleDef_HEAD_INIT, //默認
"lib_demo", //模塊名
NULL,
-1,
lib_demoMethods //上面的數組
};
PyMODINIT_FUNC
PyInit_lib_demo(void)
{
return PyModule_Create(&lib_demoModule);
}
封裝完成後的lib_demo如程序清單 3.2 所示。
程序清單 3.2 封裝完成的lib_demo
#include <Python.h>
#include <stdio.h>
int lib_func (void)
{
printf("lib_func call!\n");
return 0;
}
int hello (void)
{
printf("Hello SylixOS!\n");
return 0;
}
int fact(int n)
{
if (n <= 1)
return 1;
else
return n * fact(n - 1);
}
static PyObject *lib_demo_fact(PyObject *self,PyObject *args) {
int num;
if(!(PyArg_ParseTuple(args,"i",&num))) { //獲取Python傳遞的參數
return NULL;
}
return (PyObject*)Py_BuildValue("i",fact(num)); //將結果轉換爲Python類型並返回
}
static PyObject *lib_demo_hello(PyObject *self,PyObject *args) {
return (PyObject*)Py_BuildValue("i",hello());
}
static PyObject *lib_demo_lib_func(PyObject *self,PyObject *args) {
return (PyObject*)Py_BuildValue("i",lib_func());
}
static PyMethodDef lib_demoMethods[] = {
{"fact",lib_demo_fact,METH_VARARGS},//函數名，包裝函數名，解析
{"hello",lib_demo_hello,METH_NOARGS},
{"lib_func",lib_demo_lib_func,METH_NOARGS},
{NULL,NULL},//作爲結束
};
static struct PyModuleDef lib_demoModule = {
PyModuleDef_HEAD_INIT, //默認
"lib_demo", //模塊名
NULL,
-1,
lib_demoMethods //上面的數組
};
PyMODINIT_FUNC
PyInit_lib_demo(void)
{
return PyModule_Create(&lib_demoModule);
}
將編譯完成後的lib_demo.so上傳至目標設備的/lib/python3/lib/python3.6/lib-dynload目錄下。創建並編輯python腳本test2.py，內容如下。
import lib_demo as demo
print("-------------")
demo.lib_func()
print("-------------")
demo.hello()
print("-------------")
print(demo.fact(10))
print("-------------")
保存後執行“python test2.py”，輸出結果如圖 3.3 所示。
圖 3.3 test2腳本執行結果
腳本運行結果顯示，lib_demo模塊能被成功導入。