PyO3で実装したpyfunctionをRustから呼び出す

Question

前提・実現したいこと

PyO3で実装したpyfunctionを、同じrustのプログラムから呼び出すことは不可能なのでしょうか？

該当のソースコード

#[pyfunction]
fn one() -> f32 {
    1.
}

fn main() {
    let gil = Python::acquire_gil();
    let py = gil.python();
    // 以下のような処理をしたい
    py.run("print(one())");
}

試したこと

バイナリクレートの場合、#[pyfunction]マクロで自動的に読み込まれることがなさそうなのですが、手動で読み込む方法も見当たらなかったので質問させて頂きます。

補足情報（FW/ツールのバージョンなど）

Rustや関連するライブラリは、いずれも最新の安定版です。

Answer 1

PyO3のGitHubリポジトリーに上がっていた質問（issue 354）を参考にしたところ、うまくできたようです。

やり方ですが、pyfunctionな関数をPythonモジュールに入れ、それをPythonインタープリタの組み込み（built-in）モジュールとして登録します。登録にはPython C FFIの PyImport_AppendInittab 関数 を使います。

なお、参考にしたissueは2年前のものなので、そのままではコンパイルエラーになってしまいます。私の方で少し変更しましたが、もっといい方法があるかもしれません。（今日はじめてPyO3を触りました）

// Cargo.toml
//
// [dependencies]
// pyo3 = "0.13.2"

use std::ffi::CString;
use pyo3::prelude::*;

#[pyfunction]
fn one() -> f32 {
    1.
}

// one関数をmy_moduleモジュールに登録する
// #[pymodule]により、モジュールを初期化するunsafeな関数
// PyInit_my_moduleが生成される
#[pymodule]
fn my_module(_py: Python, m: &PyModule) -> PyResult<()> {
    m.add_function(pyo3::wrap_pyfunction!(one, m)?)?;
    Ok(())
}

// PyImport_AppendInittabはunsafeなモジュール初期化関数を
// 受け付けないので、safeな関数でラップする
extern "C" fn my_module_init() -> *mut pyo3::ffi::PyObject {
    unsafe { PyInit_my_module() }
}

fn main() -> Result<(), Box<dyn std::error::Error>> {
    //
    // my_moduleをPythonインタープリタの組み込みモジュールとして登録する
    //
    let module_name = CString::new("my_module")?.into_raw();
    unsafe {
        pyo3::ffi::PyImport_AppendInittab(module_name, Some(my_module_init));
    }

    //
    // Pythonインタープリタでmy_moduleからone関数をインポートし、実行する
    //
    let py_code = r#"
from my_module import one
print(one())
"#;
    let gil = Python::acquire_gil();
    let py = gil.python();
    py.run(py_code, None, None)?;
    Ok(())
}

環境

• Rust 1.51.0
• PyO3 0.13.2
• Python 3.8.8
• Linux x86_64 (NixOS)

Comments

[myame]

ご回答下さりありがとうございます。

> やり方ですが、pyfunctionな関数をPythonモジュールに入れ、それをPythonインタープリタの組み込み（built-in）モジュールとして登録します。登録にはPython C FFIの PyImport_AppendInittab 関数 を使います。
グローバル関数として登録するのは、思っているよりもハードルが高いのですね。（Rustの学習を始めたばかりで、unsafeの概念も完全には理解できていないです...）

とりあえずは`wrap_pyfunction!`で生成したpyfunctionを、`py.run`の引数 localに追加する手法で実装していこうと思います。

ありがとうございました????

[tatsuya6502]

> とりあえずは`wrap_pyfunction!`で生成したpyfunctionを、`py.run`の引数 localに追加する手法で実装していこうと思います。

そういうやり方もできるんですね。勉強になりました。