2.1 uctypes 模块API手册
前言
概述
本文档主要介绍uctypes模块API。
读者对象
本文档(本指南)主要适用于以下人员:
- 技术支持工程师
- 软件开发工程师
缩略词定义
简称 | 说明 |
---|---|
修订记录
文档版本号 | 修改说明 | 修改者 | 日期 |
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V1.0 | 初版 | 软件部 | 2023-09-17 |
1. 概述
以结构化方式访问二进制数据
该模块为MicroPython实现“外部数据接口”。 它背后的想法类似于CPython的ctypes
模块,但实际的API是不同的,流线型和小尺寸优化。 该模块的基本思想是定义具有与C语言允许的功能大致相同的数据的数据结构布局,然后使用熟悉的点语法访问它以引用子字段。
警告
uctypes模块允许访问机器的任意内存地址(包括I / O和控制寄存器)。 不小心使用它可能会导致崩溃,数据丢失,甚至硬件故障。
也可参考
ustruct
模块用于访问二进制数据结构的标准Python方法(不能很好地扩展到大型和复杂的结构)。
2. 结构说明
2.1 示例
import uctypes
# Example 1: Subset of ELF file header
# https://wikipedia.org/wiki/Executable_and_Linkable_Format#File_header
ELF_HEADER = {
"EI_MAG": (0x0 | uctypes.ARRAY, 4 | uctypes.UINT8),
"EI_DATA": 0x5 | uctypes.UINT8,
"e_machine": 0x12 | uctypes.UINT16,
}
# "f" is an ELF file opened in binary mode
buf = f.read(uctypes.sizeof(ELF_HEADER, uctypes.LITTLE_ENDIAN))
header = uctypes.struct(uctypes.addressof(buf), ELF_HEADER, uctypes.LITTLE_ENDIAN)
assert header.EI_MAG == b"\x7fELF"
assert header.EI_DATA == 1, "Oops, wrong endianness. Could retry with uctypes.BIG_ENDIAN."
print("machine:", hex(header.e_machine))
# Example 2: In-memory data structure, with pointers
COORD = {
"x": 0 | uctypes.FLOAT32,
"y": 4 | uctypes.FLOAT32,
}
STRUCT1 = {
"data1": 0 | uctypes.UINT8,
"data2": 4 | uctypes.UINT32,
"ptr": (8 | uctypes.PTR, COORD),
}
# Suppose you have address of a structure of type STRUCT1 in "addr"
# uctypes.NATIVE is optional (used by default)
struct1 = uctypes.struct(addr, STRUCT1, uctypes.NATIVE)
print("x:", struct1.ptr[0].x)
# Example 3: Access to CPU registers. Subset of STM32F4xx WWDG block
WWDG_LAYOUT = {
"WWDG_CR": (0, {
# BFUINT32 here means size of the WWDG_CR register
"WDGA": 7 << uctypes.BF_POS | 1 << uctypes.BF_LEN | uctypes.BFUINT32,
"T": 0 << uctypes.BF_POS | 7 << uctypes.BF_LEN | uctypes.BFUINT32,
}),
"WWDG_CFR": (4, {
"EWI": 9 << uctypes.BF_POS | 1 << uctypes.BF_LEN | uctypes.BFUINT32,
"WDGTB": 7 << uctypes.BF_POS | 2 << uctypes.BF_LEN | uctypes.BFUINT32,
"W": 0 << uctypes.BF_POS | 7 << uctypes.BF_LEN | uctypes.BFUINT32,
}),
}
WWDG = uctypes.struct(0x40002c00, WWDG_LAYOUT)
WWDG.WWDG_CFR.WDGTB = 0b10
WWDG.WWDG_CR.WDGA = 1
print("Current counter:", WWDG.WWDG_CR.T)
2.2定义结构布局
结构布局由“描述符”定义 - 一个Python字典,它将字段名称编码为键,以及将它们作为关联值访问它们所需的其他属性:
{
"field1": <properties>,
"field2": <properties>,
...
}