.Net P/Invoke学习日记(二)

在.NET里面调用非托管DLL，这里就用本地调用Win32 Api来说，首先需要确定的是非托管函数的原型->.NET函数的映射关系。WIN32 API可以在MSDN以及很多工具里面查到，里面定义的常量，结构也可以在相关的头文件里面找到，比较麻烦。这里推荐一个好工具API浏览器.NET，可以方便的查询数千个API以及结构，上万个常量。该软件需要免费注册，不过没注册也没关系，只有一些小小的限制而已。: )  确定了非托管代码原型后，就可以在.NET里面写对应的函数了。这里需要注意的是，.NET提供了方便的映射方法——“extern”关键字，在C#2.0和VC++2005/CLI里都这样。采用特性标记来标明该方法的封送方式，引用DLL等属性。如：
[DllImport("user32.dll",EntryPoint="MessageBox",CharSet=CharSet.Auto)]
 public static extern int MessageBox(int hWnd, String text, String caption, uint type);
DllImport特性的属性可以在MSDN里面找到。注意的几点是，该特性的构造函数需要包含非托管函数的DLL的路径，如果未指定，则采用默认策略尝试搜索，如果搜索不到，则抛出"DllNotFoundException"，这里可以省略“.dll”。其次，如果想完全按照原函数的签名进行调用，那么不用指定EntryPoint命名参数。实际上，指定该入口点，对于我们在.NET里面声明新的方法映射到该非托管函数是非常有用的。一般来说，通常CharSet字符集在C#里面默认是CharSet.Ansi，通过反编译，我们可以看到该枚举：
[Serializable, ComVisible(true)]
public enum CharSet
{
      // Fields
      Ansi = 2,
      Auto = 4,
      None = 1,
      Unicode = 3
}
   指定了入口点后，就可以编写自己的映射函数了，函数名可以不一样。但是参数个数一定要一样。至于参数类型，有必要参考MSDN上的“平台调用数据类型”来进行映射。此外，MSDN也有完整的源码可以参考。这里值得注意的是，由于32位CPU架构的特性，有的类型之间可以互换，.NET在进行封送处理的时候，不严格检查类型。所以，这也给我们带来了很好的灵活性。就用C#调用 WIN32 API GetSystemInfo函数来说：
函数的原型为void GetSystemInfo(LPSYSTEM_INFO lpSystemInfo); 通过MSDN可以知道LPSYSTEM_INFO是一个指向SYSTEM_INFO结构的 指针。而SYSTEM_INFO定义为：
typedef struct _SYSTEM_INFO { 
union {   
    DWORD dwOemId;
    struct { 
         WORD wProcessorArchitecture;
          WORD wReserved;
      }; 
}; 
DWORD dwPageSize; 
LPVOID lpMinimumApplicationAddress; 
LPVOID lpMaximumApplicationAddress; 
DWORD_PTR dwActiveProcessorMask; 
DWORD dwNumberOfProcessors; 
DWORD dwProcessorType; 
DWORD dwAllocationGranularity; 
WORD wProcessorLevel; 
WORD wProcessorRevision;
} SYSTEM_INFO;
由此可以声明结构，
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct SYSTEM_INFO
{
public uint dwOemId;
public uint dwPageSize;
public uint lpMinimumApplicationAddress;
public uint lpMaximumApplicationAddress;
public uint dwActiveProcessorMask;
public uint dwNumberOfProcessors;
public uint dwProcessorType;
public uint dwAllocationGranularity;
public uint dwProcessorLevel;
public uint dwProcessorRevision;
}
这里，注意里面有个union，我们选择用它的第一个OemId填充。根据MSDN对该参数lpSystemInfo的说明，是一个out参数。所以，我们映射函数原型如下：
[DllImport("kernel32.dll", CharSet=CharSet.Auto, EntryPoint = "GetSystemInfo")]
public static extern void GetSystemInfomation( ref SYSTEM_INFO info );
其中，ref 的默认封送格式是[in,out]，我们这里也可以单指定out。这是C#的语法支持。不过MSDN并不推荐这样做。
如此，就可以方便的调用了：代码如下
SYSTEM_INFO info = new SYSTEM_INFO();
.GetSystemInfo([out或者ref，和申明一样即可] info);
这样API填充了info结构的字段，我就可以获取信息。比如info.dwProcessorType。唔，显示是586。。。这个常数原定义为PROCESSOR_INTEL_PENTIUM。^_^
还可以用另一种方法调用，既然是结构，就可以利用C#不安全代码，于是声明如下：
[DllImport("kernel32.dll", CharSet=CharSet.Auto, EntryPoint = "GetSystemInfo")]
public unsafe static extern void GetSystemInfo( SYSTEM_INFO* info );
这里需要注意的是，由于使用了非托管指针，所以必须用关键字unsafe，并打开/unsafe编译选项（当然，如果用C++/CLI自然不用管了。）于是，调用代码也就是：
unsafe
{
     SYSTEM_INFO _info;
     SYSTEM_INFO* pi = &_info;
     GetSystemInfo(pi);
}
如此，就可以用pi->dwProcessorType来获取字段（总算找到点C++的味道。。。）
这里值得注意的是，由于SYSTEM_INFO里的字段都是值类型的，所以可以用&运算符在unsafe下获取改结构的地址，如果里面有托管引用类型，比如String,StringBuilder,IntPtr,那么无法获取其大小也自然无法得知其地址了。

很多API里面的结构参数允许为空（NULL），这在C/C++里面分别定义为0/(void *)0，性质都是32位的0x0。但是在.NET下面采用强类型，NULL只作用在引用类型上。（注：.NET下结构可采用Nullable<T>泛型，但是该技巧无法应用在平台调用上）。所以，对于要求可以声明该结构为class，而不是struct，同样要标明布局模式为Sequential，如此，就可以在调用时传递null了。其实，完全可以按照上面一样声明一个结构，和一个非托管指针，由于指针可以设置为null，故调用的时候只需把该指针传入。还有个更为简洁的技巧，在确定本次调用某结构指针参数为NULL的情况下，函数原型声明中，可以声明该参数类行为int，调用时直接用0即可。