Marshalling di dati con platform invoke

Articolo
04/08/2024

Per chiamare le funzioni esportate da una libreria non gestita, un'applicazione .NET Framework richiede un prototipo di funzione nel codice gestito che rappresenta la funzione non gestita. Per creare un prototipo che abiliti PInvoke per effettuare il marshalling dei dati in modo corretto, è necessario eseguire le operazioni seguenti:

Applicare l'attributo DllImportAttribute alla funzione o al metodo statico nel codice gestito.
Sostituire i tipi di dati non gestiti con tipi di dati gestiti.

È possibile usare la documentazione fornita con una funzione non gestita per costruire un prototipo gestito equivalente, applicando l'attributo con i relativi campi facoltativi e sostituendo i tipi di dati non gestiti con quelli gestiti. Per istruzioni su come applicare l'attributo DllImportAttribute, vedere Utilizzo di funzioni DLL non gestite.

Questa sezione fornisce esempi che dimostrano come creare prototipi di funzioni gestite per passare argomenti e ricevere valori restituiti da funzioni esportate mediante librerie non gestite. Gli esempi illustrano anche l'uso dell'attributo MarshalAsAttribute e della classe Marshal per effettuare il marshalling esplicito dei dati.

Tipi di dati platform invoke

La tabella seguente include un elenco di tipi di dati usati nelle API Windows e nelle funzioni di tipo C. Molte librerie non gestite contengono funzioni che passano questi tipi di dati come parametri e valori restituiti. La terza colonna indica il tipo di valore o la classe incorporata corrispondente di .NET Framework che si usa nel codice gestito. In alcuni casi, è possibile sostituire il tipo elencato nella tabella con un tipo delle stesse dimensioni.

Tipo non gestito nelle API Windows	Tipo non gestito del linguaggio C	Tipo gestito	Descrizione
`VOID`	`void`	System.Void	Applicato a una funzione che non restituisce un valore.
`HANDLE`	`void *`	System.IntPtr oppure System.UIntPtr	32 bit nei sistemi operativi Windows a 32 bit, 64 bit nei sistemi operativi Windows a 64 bit.
`BYTE`	`unsigned char`	System.Byte	8 bit
`SHORT`	`short`	System.Int16	16 bit
`WORD`	`unsigned short`	System.UInt16	16 bit
`INT`	`int`	System.Int32	32 bit
`UINT`	`unsigned int`	System.UInt32	32 bit
`LONG`	`long`	System.Int32	32 bit
`BOOL`	`long`	System.Boolean oppure System.Int32	32 bit
`DWORD`	`unsigned long`	System.UInt32	32 bit
`ULONG`	`unsigned long`	System.UInt32	32 bit
`CHAR`	`char`	System.Char	Decorare con ANSI.
`WCHAR`	`wchar_t`	System.Char	Decorare con Unicode.
`LPSTR`	`char *`	System.String oppure System.Text.StringBuilder	Decorare con ANSI.
`LPCSTR`	`const char *`	System.String oppure System.Text.StringBuilder	Decorare con ANSI.
`LPWSTR`	`wchar_t *`	System.String oppure System.Text.StringBuilder	Decorare con Unicode.
`LPCWSTR`	`const wchar_t *`	System.String oppure System.Text.StringBuilder	Decorare con Unicode.
`FLOAT`	`float`	System.Single	32 bit
`DOUBLE`	`double`	System.Double	64 bit

Per i tipi corrispondenti in Visual Basic, C# e C++, vedere Introduction to the .NET Framework Class Library (Introduzione alla libreria di classi .NET Framework).

PinvokeLib.dll

Il codice seguente definisce le funzioni della libreria fornite da Pinvoke.dll. Molti esempi descritti in questa sezione chiamano questa libreria.

Esempio

// PInvokeLib.cpp : Defines the entry point for the DLL application.
//

#define PINVOKELIB_EXPORTS
#include "PInvokeLib.h"

#include <strsafe.h>
#include <objbase.h>
#include <stdio.h>

#pragma comment(lib,"ole32.lib")

BOOL APIENTRY DllMain( HANDLE hModule,
                       DWORD  ul_reason_for_call,
                       LPVOID lpReserved )
{
    switch (ul_reason_for_call)
    {
        case DLL_PROCESS_ATTACH:
        case DLL_THREAD_ATTACH:
        case DLL_THREAD_DETACH:
        case DLL_PROCESS_DETACH:
            break;
    }

    return TRUE;
}

//******************************************************************
// This is the constructor of a class that has been exported.
CTestClass::CTestClass()
{
    m_member = 1;
}

int CTestClass::DoSomething( int i )
{
    return i*i + m_member;
}

PINVOKELIB_API CTestClass* CreateTestClass()
{
    return new CTestClass();
}

PINVOKELIB_API void DeleteTestClass( CTestClass* instance )
{
    delete instance;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API int TestArrayOfInts( int* pArray, int size )
{
    int result = 0;

    for ( int i = 0; i < size; i++ )
    {
        result += pArray[ i ];
        pArray[i] += 100;
    }
    return result;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API int TestRefArrayOfInts( int** ppArray, int* pSize )
{
    int result = 0;

    // CoTaskMemAlloc must be used instead of the new operator
    // because code on the managed side will call Marshal.FreeCoTaskMem
    // to free this memory.

    int* newArray = (int*)CoTaskMemAlloc( sizeof(int) * 5 );

    for ( int i = 0; i < *pSize; i++ )
    {
        result += (*ppArray)[i];
    }

    for ( int j = 0; j < 5; j++ )
    {
        newArray[j] = (*ppArray)[j] + 100;
    }

    CoTaskMemFree( *ppArray );
    *ppArray = newArray;
    *pSize = 5;

    return result;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API int TestMatrixOfInts( int pMatrix[][COL_DIM], int row )
{
    int result = 0;

    for ( int i = 0; i < row; i++ )
    {
        for ( int j = 0; j < COL_DIM; j++ )
        {
            result += pMatrix[i][j];
            pMatrix[i][j] += 100;
        }
    }
    return result;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API int TestArrayOfStrings( char* ppStrArray[], int count )
{
    int result = 0;
    STRSAFE_LPSTR temp;
    size_t len;
    const size_t alloc_size = sizeof(char) * 10;

    for ( int i = 0; i < count; i++ )
    {
        len = 0;
        StringCchLengthA( ppStrArray[i], STRSAFE_MAX_CCH, &len );
        result += len;

        temp = (STRSAFE_LPSTR)CoTaskMemAlloc( alloc_size );
        StringCchCopyA( temp, alloc_size, (STRSAFE_LPCSTR)"123456789" );

       // CoTaskMemFree must be used instead of delete to free memory.

       CoTaskMemFree( ppStrArray[i] );
       ppStrArray[i] = (char *) temp;
   }

   return result;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API int TestArrayOfStructs( MYPOINT* pPointArray, int size )
{
    int result = 0;
    MYPOINT* pCur = pPointArray;

    for ( int i = 0; i < size; i++ )
    {
        result += pCur->x + pCur->y;
        pCur->y = 0;
        pCur++;
    }

    return result;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API int TestStructInStruct( MYPERSON2* pPerson2 )
{
    size_t len = 0;

    StringCchLengthA( pPerson2->person->last, STRSAFE_MAX_CCH, &len );
    len = sizeof(char) * ( len + 2 ) + 1;

    STRSAFE_LPSTR temp = (STRSAFE_LPSTR)CoTaskMemAlloc( len );
    StringCchCopyA( temp, len, (STRSAFE_LPSTR)"Mc" );
    StringCbCatA( temp, len, (STRSAFE_LPSTR)pPerson2->person->last );

    CoTaskMemFree( pPerson2->person->last );
    pPerson2->person->last = (char *)temp;

    return pPerson2->age;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API int TestArrayOfStructs2( MYPERSON* pPersonArray, int size )
{
    int result = 0;
    MYPERSON* pCur = pPersonArray;
    STRSAFE_LPSTR temp;
    size_t len;

    for ( int i = 0; i < size; i++ )
    {
        len = 0;
        StringCchLengthA( pCur->first, STRSAFE_MAX_CCH, &len );
        len++;
        result += len;
        len = 0;
        StringCchLengthA( pCur->last, STRSAFE_MAX_CCH, &len );
        len++;
        result += len;

        len = sizeof(char) * ( len + 2 );
        temp = (STRSAFE_LPSTR)CoTaskMemAlloc( len );
        StringCchCopyA( temp, len, (STRSAFE_LPCSTR)"Mc" );
        StringCbCatA( temp, len, (STRSAFE_LPCSTR)pCur->last );
        result += 2;

        // CoTaskMemFree must be used instead of delete to free memory.
        CoTaskMemFree( pCur->last );
        pCur->last = (char *)temp;
        pCur++;
   }

   return result;
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API void TestStructInStruct3( MYPERSON3 person3 )
{
    printf( "\n\nperson passed by value:\n" );
    printf( "first = %s last = %s age = %i\n\n",
            person3.person.first,
            person3.person.last,
            person3.age );
}

//*********************************************************************
PINVOKELIB_API void TestUnion( MYUNION u, int type )
{
    if ( ( type != 1 ) && ( type != 2 ) )
    {
        return;
    }
    if ( type == 1 )
    {
        printf( "\n\ninteger passed: %i", u.i );
    }
    else if ( type == 2 )
    {
        printf( "\n\ndouble passed: %f", u.d );
    }
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API void TestUnion2( MYUNION2 u, int type )
{
    if ( ( type != 1 ) && ( type != 2 ) )
    {
        return;
    }
    if ( type == 1 )
    {
        printf( "\n\ninteger passed: %i", u.i );
    }
    else if ( type == 2 )
    {
        printf( "\n\nstring passed: %s", u.str );
    }
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API void TestCallBack( FPTR pf, int value )
{
    printf( "\nReceived value: %i", value );
    printf( "\nPassing to callback..." );
    bool res = (*pf)(value);

    if ( res )
    {
        printf( "Callback returned true.\n" );
    }
    else
    {
        printf( "Callback returned false.\n" );
    }
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API void TestCallBack2( FPTR2 pf2, char* value )
{
    printf( "\nReceived value: %s", value );
    printf( "\nPassing to callback..." );
    bool res = (*pf2)(value);

    if ( res )
    {
        printf( "Callback2 returned true.\n" );
    }
    else
    {
        printf( "Callback2 returned false.\n" );
    }
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API void TestStringInStruct( MYSTRSTRUCT* pStruct )
{
    wprintf( L"\nUnicode buffer content: %s\n", pStruct->buffer );

    // Assuming that the buffer is big enough.
    StringCbCatW( pStruct->buffer, pStruct->size, (STRSAFE_LPWSTR)L"++" );
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API void TestStringInStructAnsi( MYSTRSTRUCT2* pStruct )
{
    printf( "\nAnsi buffer content: %s\n", pStruct->buffer );

    // Assuming that the buffer is big enough.
    StringCbCatA( (STRSAFE_LPSTR) pStruct->buffer, pStruct->size, (STRSAFE_LPSTR)"++" );
}

//******************************************************************
PINVOKELIB_API void TestOutArrayOfStructs( int* pSize, MYSTRSTRUCT2** ppStruct )
{
    const int cArraySize = 5;
    *pSize = 0;
    *ppStruct = (MYSTRSTRUCT2*)CoTaskMemAlloc( cArraySize * sizeof( MYSTRSTRUCT2 ));

    if ( ppStruct != NULL )
    {
        MYSTRSTRUCT2* pCurStruct = *ppStruct;
        LPSTR buffer;
        *pSize = cArraySize;

        STRSAFE_LPCSTR teststr = "***";
        size_t len = 0;
        StringCchLengthA(teststr, STRSAFE_MAX_CCH, &len);
        len++;

        for ( int i = 0; i < cArraySize; i++, pCurStruct++ )
        {
            pCurStruct->size = len;
            buffer = (LPSTR)CoTaskMemAlloc( len );
            StringCchCopyA( buffer, len, teststr );
            pCurStruct->buffer = (char *)buffer;
        }
    }
}

//************************************************************************
PINVOKELIB_API char * TestStringAsResult()
{

    const size_t alloc_size = 64;
    STRSAFE_LPSTR result = (STRSAFE_LPSTR)CoTaskMemAlloc( alloc_size );
    STRSAFE_LPCSTR teststr = "This is return value";
    StringCchCopyA( result, alloc_size, teststr );

    return (char *) result;
}

//************************************************************************
PINVOKELIB_API void SetData( DataType typ, void* object )
{
    switch ( typ )
    {
        case DT_I2: printf( "Short %i\n", *((short*)object) ); break;
        case DT_I4: printf( "Long %i\n", *((long*)object) ); break;
        case DT_R4: printf( "Float %f\n", *((float*)object) ); break;
        case DT_R8: printf( "Double %f\n", *((double*)object) ); break;
        case DT_STR: printf( "String %s\n", (char*)object ); break;
        default: printf( "Unknown type" ); break;
    }
}

//************************************************************************
PINVOKELIB_API void TestArrayInStruct( MYARRAYSTRUCT* pStruct )
{
    pStruct->flag = true;
    pStruct->vals[0] += 100;
    pStruct->vals[1] += 100;
    pStruct->vals[2] += 100;
}

// PInvokeLib.h : The header file for the DLL application.
//

#pragma once

#define WIN32_LEAN_AND_MEAN
#include <windows.h>

// The following ifdef block is the standard way of creating macros which make exporting
// from a DLL simpler. All files within this DLL are compiled with the PINVOKELIB_EXPORTS
// symbol defined on the command line. this symbol should not be defined on any project
// that uses this DLL. This way any other project whose source files include this file see
// PINVOKELIB_API functions as being imported from a DLL, wheras this DLL sees symbols
// defined with this macro as being exported.
#ifdef PINVOKELIB_EXPORTS
#define PINVOKELIB_API __declspec(dllexport)
#else
#define PINVOKELIB_API __declspec(dllimport)
#endif

// Define the test structures

typedef struct _MYPOINT
{
    int x;
    int y;
} MYPOINT;

typedef struct _MYPERSON
{
    char* first;
    char* last;
} MYPERSON;

typedef struct _MYPERSON2
{
    MYPERSON* person;
    int age;
} MYPERSON2;

typedef struct _MYPERSON3
{
    MYPERSON person;
    int age;
} MYPERSON3;

union MYUNION
{
    int i;
    double d;
};

union MYUNION2
{
    int i;
    char str[128];
};

typedef struct _MYSTRSTRUCT
{
    wchar_t* buffer;
    UINT size;
} MYSTRSTRUCT;

typedef struct _MYSTRSTRUCT2
{
    char* buffer;
    UINT size;
} MYSTRSTRUCT2;

typedef struct _MYARRAYSTRUCT
{
    bool flag;
    int vals[3];
} MYARRAYSTRUCT;

// constants and pointer definitions

const int COL_DIM = 5;

typedef bool (CALLBACK *FPTR)( int i );

typedef bool (CALLBACK *FPTR2)( char* str );

// Data type codes
enum DataType
{
    DT_I2 = 1,
    DT_I4,
    DT_R4,
    DT_R8,
    DT_STR
};

// This is an exported class.
class PINVOKELIB_API CTestClass
{
public:
    CTestClass( void );
    int DoSomething( int i );

private:
    int m_member;
};

// Exports for PInvokeLib.dll

#ifdef __cplusplus
extern "C"
{
#endif

PINVOKELIB_API CTestClass* CreateTestClass();

PINVOKELIB_API void DeleteTestClass( CTestClass* instance );

PINVOKELIB_API int TestArrayOfInts( int* pArray, int size );

PINVOKELIB_API int TestRefArrayOfInts( int** ppArray, int* pSize );

PINVOKELIB_API int TestMatrixOfInts( int pMatrix[][COL_DIM], int row );

PINVOKELIB_API int TestArrayOfStrings( char* ppStrArray[], int size );

PINVOKELIB_API int TestArrayOfStructs( MYPOINT* pPointArray, int size );

PINVOKELIB_API int TestArrayOfStructs2( MYPERSON* pPersonArray, int size );

PINVOKELIB_API int TestStructInStruct( MYPERSON2* pPerson2 );

PINVOKELIB_API void TestStructInStruct3( MYPERSON3 person3 );

PINVOKELIB_API void TestUnion( MYUNION u, int type );

PINVOKELIB_API void TestUnion2( MYUNION2 u, int type );

PINVOKELIB_API void TestCallBack( FPTR pf, int value );

PINVOKELIB_API void TestCallBack2( FPTR2 pf2, char* value );

// buffer is an in/out param
PINVOKELIB_API void TestStringInStruct( MYSTRSTRUCT* pStruct );

// buffer is in/out param
PINVOKELIB_API void TestStringInStructAnsi( MYSTRSTRUCT2* pStruct );

PINVOKELIB_API void TestOutArrayOfStructs( int* pSize, MYSTRSTRUCT2** ppStruct );

PINVOKELIB_API char* TestStringAsResult();

PINVOKELIB_API void SetData( DataType typ, void* object );

PINVOKELIB_API void TestArrayInStruct( MYARRAYSTRUCT* pStruct );

#ifdef __cplusplus
}
#endif

Per chiamare le funzioni di libreria dal codice gestito, implementare prima di tutto i prototipi gestiti per ogni funzione da richiamare. Se il codice non gestito usa tipi personalizzati, è necessario dichiarare anche tali tipi nel codice gestito.
Decorare il prototipo con l'attributo DllImportAttribute.

Il codice seguente visualizza un prototipo di esempio:

// Managed prototype for TestingStructInStruct, which is declared and defined in an unmanaged library.
[DllImport("..\\LIB\\PinvokeLib.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
internal static extern int TestStructInStruct(ref MyPerson2 person2);

Per altre informazioni ed esempi, vedere gli articoli seguenti:

Marshalling di dati con platform invoke

Tipi di dati platform invoke

PinvokeLib.dll

Esempio

Commenti e suggerimenti

Risorse aggiuntive