带有负载库Matlab的嵌套结构

我将Matlab和C代码连接起来,以便能够直接在Matlab中使用某些C函数。我知道这些函数的原型,但是其中的代码可能会更改。为了实现所有接口,我在Matlab中使用loadlibrary和calllib,但我不想使用MEXFiles。

在C代码中,定义了一些结构。但是,定义代码基本组件的代码可能会改变:它包含一些结构和变量,但是可以在其中添加一些其他结构,我希望Matlab能够处理所有这些。

但是,正如Mathworks所说:

不支持嵌套结构或包含指向结构的指针的结构。但是,MATLAB可以访问在外部库中创建的结构数组。

因此,我无法在Matlab中直接存储嵌套结构。例如,主要成分是结构(a)。这个包含另一个结构(b)。并且(b)包含指向函数的指针。如果我使用libstruct直接将(a)存储在变量中,则当我在参数中使用(a)调用C方法时,我们可以看到指针丢失了。最糟糕的是,C代码知道指向结构(b)的指针是什么,但他无法访问指向的函子。但是,通过在Matlab中创建此结构(b)可以实现,但它特定于(b),其他嵌套结构无法做到。

这就是为什么我认为我必须阻止Matlab查看变量的类型。我只是必须给它一个指向该结构的指针,并锁定所有与此指针相关的指针,以便能够使用calllib在C函数的参数中传递此指针。

这就是我的问题:您是否知道我是否可以锁定包含结构(a)以及与之有关的所有内容的一部分内存?而且您认为我可以阻止Matlab查找该指针是什么吗?

实际上,我只想在C函数中创建一个嵌套结构,并在其他C函数中重用它,但是要用Matlab调用这两个C函数(不使用MexFiles)。

谢谢!:)

C代码

结构(一)

    typedef struct {
    fmi2Real    *r;
    fmi2Integer *i;
    fmi2Boolean *b;
    fmi2String  *s;
    fmi2Boolean *isPositive;

    fmi2Real time;
    fmi2String instanceName;
    fmi2Type type;
    fmi2String GUID;
    const fmi2CallbackFunctions *functions;
    fmi2Boolean loggingOn;
    fmi2Boolean logCategories[NUMBER_OF_CATEGORIES];

    fmi2ComponentEnvironment componentEnvironment;
    ModelState state;
    fmi2EventInfo eventInfo;
    int isDirtyValues; // !0 is true
} ModelInstance;

可以在该结构(a)中添加其他结构。

结构(b)

    typedef struct {
   const fmi2CallbackLogger         logger;
   const fmi2CallbackAllocateMemory allocateMemory;
   const fmi2CallbackFreeMemory     freeMemory;
   const fmi2StepFinished           stepFinished;
   const fmi2ComponentEnvironment    componentEnvironment;
} fmi2CallbackFunctions;

typedef void      (*fmi2CallbackLogger)        (fmi2ComponentEnvironment, fmi2String, fmi2Status, fmi2String, fmi2String, ...);
typedef void*     (*fmi2CallbackAllocateMemory)(size_t, size_t);
typedef void      (*fmi2CallbackFreeMemory)    (void*);
typedef void      (*fmi2StepFinished)          (fmi2ComponentEnvironment, fmi2Status);

C功能之一的原型(第一个创建主要组件的原型)

fmi2Component fmi2Instantiate(fmi2String instanceName, fmi2Type fmuType, fmi2String fmuGUID,
                            fmi2String fmuResourceLocation, const fmi2CallbackFunctions *functions,
                            fmi2Boolean visible, fmi2Boolean loggingOn);

   typedef void* fmi2Component;

Matlab代码

调用函数fmi2Instantiate并创建组件。

fmu.component=calllib(model, 'fmi2Instantiate', libpointer('int8Ptr', fmu.instanceName), fmu.type, libpointer('int8Ptr', fmu.guid), libpointer('int8Ptr', resourceLocation), fmu.callbackFunctions, visible, loggingOn);

该组件将进一步传递给其他C函数。

公民疯狂

从您的评论中可以看出,可以有不同的dll,但是导出的函数具有相同的原型,无论如何,我都会将库的管理委派给mex文件。

因此,请让我们考虑构建一个FmiManager.mex可以在matlab中使用的代码,如下所示:

[ok, msg] = FmiManager('SETUP', libraryName);
[hCallbacks] = FmiManager('CREATE_CALLBACKS', ... params for creating callbacks ...);
[hInstance] = FmiManager('CREATE_INSTANCE', hCallbacks, ... other params ...)
[...] = FmiManager('OTHER_COMMAND', ...);

这很简单,第一个参数是您要对库执行的操作,其他参数特定于要在c代码中调用的函数。

  • SETUP 是一个额外的命令,用于动态更改与您链接的库。
  • CREATE_CALLBACKS调用c函数创建回调并返回它们的句柄(例如,只需将c指针强制转换为“结构b”为int)
  • CREATE_INSTANCE调用c函数以实例化主要组件并返回创建实例的句柄(例如,将“ struct a”再次简单地转换为int),并将回调的句柄作为输入(只需要在内部将其转换回“ struct b” C代码)
  • OTHER_COMMAND 您可以根据需要将过程扩展到其他c功能...

这是一些伪代码,显示了如何构建此FmiManager.mex文件:

[FmiManager.c]

#include <mex.h>
#include <windows.h>
#include "FmiManager.h" // The header for this mex file
#include "fmi.h" // The header for types in your 'fmi' library

// Pointer to correct dll
static HINSTANCE hDll = NULL;

// Pointer to the function that creates the callbacks
typedef fmi2CallbackFunctions* (FMI_CALLCONV createCallBacksPtr *)(...)
static createCallBacksPtr createCallBacks = NULL;

// Pointer to the function that performs instantiation
typedef fmi2Component* (FMI_CALLCONV instanciatePtr *)(...)
static instanciatePtr instanciate = NULL;

// Mex entry point
void mexFunction(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    // Arguments parsing
    if (nrhs < 1) { mexErrMsgTxt("Not enough input arguments."); return; }
    if (!mxIsChar(prhs[0])) { mexErrMsgTxt("First parameter must be a string."); return; }

    // Command selection
    if (commandIs(prhs[0], "SETUP")) { processSetup(nlhs, plhs, nrhs, prhs); }
    else if (commandIs(prhs[0], "CREATE_CALLBACKS")) { processCreateCallbacks(nlhs, plhs, nrhs, prhs); }
    else if (commandIs(prhs[0], "INSTANCIATE")) { processInstanciate(nlhs, plhs, nrhs, prhs); }
    else { mexErrMsgTxt("Unknown command or command not implemented yet."); }
}

// Processing 'SETUP' command
void processSetup(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    // Free previous library
    if (hDll != NULL) { FreeLibrary(hDll); hDll = NULL; }

    // Load the new one
    char* librayPath = getThisMexPath();
    ... load library from '*prhs' (i.e. hDll = loadLibrary(fullpath))...
    mxFree(librayPath);

    // Bind functions pointers
    createCallBacks = (createCallBacksPtr)GetProcAddress(hDll, "createCallbacks");
    if (createCallBacks == NULL) { mexErrMsgTxt("Failed to map 'createCallBacks'"); return; }

    instanciate = (instanciatePtr)GetProcAddress(hDll, "instanciate");
    if (instanciate == NULL) { mexErrMsgTxt("Failed to map 'instanciate'"); return; }
}

// Processing 'CREATE_CALLBACKS' command
void processCreateCallbacks(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    ... unpack '*prhs' ...

    int hCallbacks = (int)createCallback(...); // Function has been binded during setup

    ... pack 'hCallbacks' into '*plhs' ...
}

// Processing 'INSTANCIATE' command
void processInstanciate(int nlhs, mxArray *plhs[], int nrhs, const mxArray *prhs[])
{
    ... unpack '*prhs' ...

    int hInstance = (int)instanciate(...); // Function has been binded during setup

    ... pack 'hInstance' into '*plhs' ...
}

// Check if some command is really some givent one
bool commandIs(const mxArray* mxCommand, const char* command)
{
    double result;
    mxArray* plhs1[1];
    mxArray* prhs1[1];
    mxArray* plhs2[1];  
    mxArray* prhs2[2];

    if (mxCommand == NULL) { mexErrMsgTxt("'mxCommand' is null"); return false; }
    if (command == NULL) { mexErrMsgTxt("'command' is null"); return false; }
    if (!mxIsChar(mxCommand)) { mexErrMsgTxt("'mxCommand' is not a string"); return false; }

    // First trim
    prhs1[0] = (mxArray*)mxCommand;
    mexCallMATLAB(1, plhs1, 1, prhs1, "strtrim");

    // Then compare
    prhs2[0] = mxCreateString(command);
    prhs2[1] = plhs1[0];
    mexCallMATLAB(1, plhs2, 2, prhs2, "strcmpi");

    // Return comparison result
    result = mxGetScalar(plhs2[0]);  
    return (result != 0.0);
}

// Obtain the path of current mex file
// CAREFUL: Use mxFree on return pointer !!
char* getThisMexPath()
{
    mxArray *rhs[1], *lhs[1];
    char *path, *name;

    size_t lenpath, lenname, n;
    rhs[0] = mxCreateString("fullpath");
    mexCallMATLAB(1, lhs, 1, rhs, "mfilename");
    mxDestroyArray(rhs[0]);
    path = mxArrayToString(lhs[0]);
    mxDestroyArray(lhs[0]);

    mexCallMATLAB(1, lhs, 0, rhs, "mfilename");
    name = mxArrayToString(lhs[0]);
    mxDestroyArray(lhs[0]);

    lenpath = strlen(path);
    lenname = strlen(name);
    n = lenpath - lenname;
    path[n] = '\0';

    mxFree(name);

    return path; // Don't forget mxFree !!! 
}

我希望您会喜欢这种替代解决方案。它的主要优点是您不必费心确保在matlab中创建的结构将适合c端代码。一切都委托给.mex文件(即,在c中),并作为句柄传递给matlab。

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