Como realizar marshaling de dados com a invocação de plataforma

Artigo
05/09/2023

Para chamar funções exportadas de uma biblioteca não gerenciada, um aplicativo do .NET Framework requer um protótipo de função em código gerenciado que representa a função não gerenciada. Para criar um protótipo que habilita a invocação de plataforma a realizar marshaling de dados corretamente, você deve fazer o seguinte:

Aplique o atributo DllImportAttribute à função estática ou método em código gerenciado.
Substitua os tipos de dados gerenciados por tipos de dados não gerenciados.

Você pode usar a documentação fornecida com uma função não gerenciada para construir um protótipo gerenciado equivalente, aplicando o atributo com os respectivos campos opcionais e substituindo os tipos de dados gerenciados por tipos não gerenciados. Para obter instruções sobre como aplicar o DllImportAttribute, confira Consumindo funções de DLL não gerenciadas.

Esta seção fornece amostras que demonstram como criar protótipos de função gerenciada para passar argumentos para e receber valores retornados de funções exportadas por bibliotecas não gerenciadas. As amostras também demonstram quando usar o atributo MarshalAsAttribute e a classe Marshal para realizar marshaling de dados explicitamente.

Tipos de dados de invocação de plataforma

A tabela a seguir lista os tipos de dados usados nas APIs do Windows e nas funções de estilo C. Muitas bibliotecas não gerenciadas contêm funções que passam esses tipos de dados como parâmetros e valores retornados. A terceira coluna lista a classe ou tipo de valor interno correspondente do .NET Framework que você usa em código gerenciado. Em alguns casos, você pode substituir um tipo do mesmo tamanho pelo tipo listado na tabela.

Tipo não gerenciado nas APIs do Windows	Tipo de linguagem C não gerenciado	Tipo gerenciado	Descrição
`VOID`	`void`	System.Void	Aplicado a uma função que não retorna um valor.
`HANDLE`	`void *`	System.IntPtr ou System.UIntPtr	32 bits em Sistemas Operacionais Windows 32 bits, 64 bits em Sistemas Operacionais Windows 64 bits.
`BYTE`	`unsigned char`	System.Byte	8 bits
`SHORT`	`short`	System.Int16	16 bits
`WORD`	`unsigned short`	System.UInt16	16 bits
`INT`	`int`	System.Int32	32 bits
`UINT`	`unsigned int`	System.UInt32	32 bits
`LONG`	`long`	System.Int32	32 bits
`BOOL`	`long`	System.Boolean ou System.Int32	32 bits
`DWORD`	`unsigned long`	System.UInt32	32 bits
`ULONG`	`unsigned long`	System.UInt32	32 bits
`CHAR`	`char`	System.Char	Decore com ANSI.
`WCHAR`	`wchar_t`	System.Char	Decore com Unicode.
`LPSTR`	`char *`	System.String ou System.Text.StringBuilder	Decore com ANSI.
`LPCSTR`	`const char *`	System.String ou System.Text.StringBuilder	Decore com ANSI.
`LPWSTR`	`wchar_t *`	System.String ou System.Text.StringBuilder	Decore com Unicode.
`LPCWSTR`	`const wchar_t *`	System.String ou System.Text.StringBuilder	Decore com Unicode.
`FLOAT`	`float`	System.Single	32 bits
`DOUBLE`	`double`	System.Double	64 bits

Para obter os tipos correspondentes em Visual Basic, C# e C++, confira a Introdução à biblioteca de classes .NET Framework.

PinvokeLib.dll

O código a seguir define as funções de biblioteca fornecidas por Pinvoke.dll. Muitos exemplos descritos nesta seção chamam essa biblioteca.

Exemplo

// 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

Para chamar as funções de biblioteca do código gerenciado, primeiro implemente os protótipos gerenciados para cada função que você deseja invocar. Se o código não gerenciado usar qualquer tipo personalizado, você também deverá declarar esses tipos em seu código gerenciado.
Decore o protótipo com o atributo DllImportAttribute.

O código a seguir mostra um protótipo de exemplo:

// 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);

Para obter mais informações e exemplos, consulte os seguintes artigos:

Como realizar marshaling de dados com a invocação de plataforma

Tipos de dados de invocação de plataforma

PinvokeLib.dll

Exemplo

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Recursos adicionais