Маршалинг данных с помощью вызова неуправляемого кода

Для вызова функций, экспортированных из неуправляемой библиотеки, приложению .NET Framework требуется прототип функции в управляемом коде, представляющий неуправляемую функцию. Чтобы создать прототип, который допускает вызов неуправляемого кода для правильного маршалинга данных, необходимо выполнить указанные ниже действия.

  • Примените атрибут DllImportAttribute к статической функции или методу в управляемом коде.

  • Замените неуправляемые типы данных на управляемые.

Чтобы создать эквивалентный управляемый прототип путем применения атрибута с необязательными полями и замены неуправляемых типов данных на управляемые, можно использовать документацию, предоставляемую с неуправляемой функцией. Инструкции по применению см. в DllImportAttribute разделе DllImportAttribute.

В этом разделе содержатся примеры, демонстрирующие способы создания прототипов управляемых функций для передачи аргументов и получения значений от функций, экспортируемых из неуправляемых библиотек. В примерах также демонстрируется использование атрибута MarshalAsAttribute и класса Marshal для явного маршалинга данных.

Типы данных в вызове неуправляемого кода

Ниже перечислены типы данных, используемые в API Windows и в функциях в стиле C. Многие неуправляемые библиотеки содержат функции, передающие эти типы данных в качестве параметров и возвращаемых значений. В третьем столбце представлены соответствующие встроенные типы значений .NET Framework или классы, используемые в управляемом коде. В некоторых случаях типы, перечисленные в таблице, можно заменить на типы того же размера.

Неуправляемый тип в API Windows Неуправляемый тип языка C Управляемый тип Описание
VOID void System.Void Применяется к функции, которая не возвращает значение.
HANDLE void * System.IntPtr или System.UIntPtr 32 бита в 32-разрядных операционных системах Windows, 64 бита в 64-разрядных операционных системах Windows.
BYTE unsigned char System.Byte 8 бит
SHORT short System.Int16 16 бит
WORD unsigned short System.UInt16 16 бит
INT int System.Int32 32 бита
UINT unsigned int System.UInt32 32 бита
LONG long System.Int32 32 бита
BOOL long System.Boolean или System.Int32 32 бита
DWORD unsigned long System.UInt32 32 бита
ULONG unsigned long System.UInt32 32 бита
CHAR char System.Char В кодировке ANSI.
WCHAR wchar_t System.Char В кодировке Юникод.
LPSTR char * System.String или System.Text.StringBuilder В кодировке ANSI.
LPCSTR const char * System.String или System.Text.StringBuilder В кодировке ANSI.
LPWSTR wchar_t * System.String или System.Text.StringBuilder В кодировке Юникод.
LPCWSTR const wchar_t * System.String или System.Text.StringBuilder В кодировке Юникод.
FLOAT float System.Single 32 бита
DOUBLE double System.Double 64 бита

Соответствующие типы в Visual Basic, C# и C++ см. в разделе Общие сведения о библиотеке классов .NET Framework.

PinvokeLib.dll

В примере кода ниже определяются функции библиотеки, предоставляемые Pinvoke.dll. Многие из примеров, описанных в этом разделе, вызывают эту библиотеку.

Пример

// 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

Чтобы вызвать функции библиотеки из управляемого кода, сначала реализуйте управляемые прототипы для каждой вызываемой функции. Если неуправляемый код использует любые пользовательские типы, их необходимо также объявить в управляемом коде.
Добавьте к прототипу атрибут DllImportAttribute.

В приведенном ниже коде показан пример прототипа.

// 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);

Дополнительные сведения и примеры см. в следующих разделах: