一、介紹

libffi是一個(gè)C語(yǔ)言庫(kù)，它提供了一些接口函數(shù)，使得在C語(yǔ)言中調(diào)用其他語(yǔ)言的代碼成為可能。要實(shí)現(xiàn)這一功能，libffi主要提供了以下幾個(gè)接口函數(shù)：

/* 用于獲取一個(gè)函數(shù)指針 */
void *ffi_prep_closure_loc(ffi_closure *closure,
                            ffi_cif *cif,
                            void (*fun)(ffi_cif*,void*,void**,void*),
                            void *user_data,
                            void *codeloc);

/* 用于設(shè)置外部函數(shù)的參數(shù)和返回值 */
void ffi_call(ffi_cif *cif,
              void (*fn)(void), /* 被調(diào)用的外部函數(shù) */
              void *rvalue,
              void **avalue);

/* 用于分配和釋放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、應(yīng)用

下面我們介紹一些在實(shí)際開(kāi)發(fā)中可能用到的使用libffi的場(chǎng)景。

1. 在C語(yǔ)言中調(diào)用Python代碼

可以使用libffi來(lái)調(diào)用Python代碼中的函數(shù)。假設(shè)Python代碼中定義了如下函數(shù)：

def add(a, b):
    return a + b

可以通過(guò)以下方式在C語(yǔ)言中調(diào)用這個(gè)函數(shù)：

#include 
#include 
#include 

int main() {
    Py_Initialize();

    /* 獲取Python模塊和函數(shù)對(duì)象 */
    PyObject *module = PyImport_ImportModule("test");
    PyObject *func = PyObject_GetAttrString(module, "add");

    /* 定義函數(shù)參數(shù)類(lèi)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);

    /* 準(zhǔn)備參數(shù) */
    int a = 1, b = 2;
    void *args[2] = {&a, &b};

    /* 調(diào)用函數(shù) */
    int result;
    ffi_call(&cif, FFI_FN(func), &result, args);

    /* 打印結(jié)果 */
    printf("%d\n", result);

    Py_Finalize();
    return 0;
}

2. 在C語(yǔ)言中調(diào)用Java代碼

如果需要在C語(yǔ)言中調(diào)用Java代碼，可以使用JNI進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。但是在某些場(chǎng)景下，可能需要?jiǎng)討B(tài)加載Java類(lèi)并調(diào)用其中的方法。這時(shí)可以使用libffi來(lái)實(shí)現(xiàn)。假設(shè)有一個(gè)Java類(lèi)：

public class Test {
    public static int add(int a, int b) {
        return a + b;
    }
}

可以通過(guò)以下方式在C語(yǔ)言中動(dòng)態(tài)加載這個(gè)Java類(lèi)并調(diào)用其中的方法：

#include 
#include 
#include 
#include 

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);

    /* 獲取Test類(lèi)和add方法 */
    jclass cls = (*env)->FindClass(env, "Test");
    jmethodID mid = (*env)->GetStaticMethodID(env, cls, "add", "(II)I");

    /* 定義函數(shù)參數(shù)類(lèi)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);

    /* 準(zhǔn)備參數(shù) */
    int a = 1, b = 2;
    void *args[2] = {&a, &b};

    /* 調(diào)用函數(shù) */
    int result;
    ffi_call(&cif, FFI_FN(mid), &result, args);

    /* 打印結(jié)果 */
    printf("%d\n", result);

    (*jvm)->DestroyJavaVM(jvm);

    return 0;
}

3. 動(dòng)態(tài)調(diào)用外部函數(shù)

有時(shí)候需要在程序運(yùn)行時(shí)動(dòng)態(tài)地加載某個(gè)共享庫(kù)并調(diào)用其中的函數(shù)?？梢允褂胠ibffi來(lái)實(shí)現(xiàn)這一功能。假設(shè)有如下共享庫(kù)：

#include 

void add(int a, int b) {
    printf("%d\n", a + b);
}

可以通過(guò)以下方式在C語(yǔ)言中動(dòng)態(tài)加載這個(gè)共享庫(kù)并調(diào)用其中的函數(shù)：

#include 
#include 
#include 

int main() {
    void *lib = dlopen("/path/to/libadd.so", RTLD_LAZY);
    if (!lib) {
        printf("Failed to load libadd.so\n");
        return 1;
    }

    /* 獲取add函數(shù) */
    void (*add_func)(int, int) = dlsym(lib, "add");
    if (!add_func) {
        printf("Failed to locate add function\n");
        return 1;
    }

    /* 定義函數(shù)參數(shù)類(lèi)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);

    /* 準(zhǔn)備參數(shù) */
    int a = 1, b = 2;
    void *args[2] = {&a, &b};

    /* 調(diào)用函數(shù) */
    ffi_call(&cif, FFI_FN(add_func), NULL, args);

    dlclose(lib);

    return 0;
}

三、使用建議

使用libffi需要對(duì)目標(biāo)函數(shù)/方法的參數(shù)和返回值類(lèi)型進(jìn)行準(zhǔn)確的描述，并且需要確保函數(shù)指針和參數(shù)列表匹配。因此，在使用libffi進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，建議在代碼中增加必要的注釋?zhuān)苑奖愫罄m(xù)維護(hù)。

四、總結(jié)

本文介紹了libffi的實(shí)現(xiàn)原理和應(yīng)用，包括在C語(yǔ)言中調(diào)用Python代碼、在C語(yǔ)言中調(diào)用Java代碼、動(dòng)態(tài)調(diào)用外部函數(shù)等多個(gè)方面。建議在使用libffi進(jìn)行開(kāi)發(fā)時(shí)，增加必要的注釋?zhuān)苑奖愫罄m(xù)維護(hù)。