Как я могу объявить указатель на структуру для P/Invoke?

Question

Я пытаюсь использовать P/Invoke Interop Assistant для вызова C++ Dll в C#. Большая часть заголовка преобразуется нормально, но у меня возникли проблемы с этим:

#define FULLOCTAVE_BINS                12
#define THIRDOCTAVE_BINS               36

typedef struct tagTimeHistory
{
    UINT m_nAction;
    int m_nFlag;
    int m_nRecordNum; 
    int m_nTimeStamp;
    int m_nMiscStartIndex;
    float m_pfTHFloatVals[256]; // Number of valid values given by m_nNumFloatVals in Settings.
    float m_pfTH11OBAVals[4][FULLOCTAVE_BINS];  // 0-4 spectra given by m_nNumOBA11Vals in Settings
    float m_pfTH13OBAVals[4][THIRDOCTAVE_BINS]; // 0-4 spectra given by m_nNumOBA13Vals in Settings
    float m_fDuration;
} stTimeHistory_t;

typedef struct tagSlmBulkRecords
{
    int nRecType;
    union
    {
        stTimeHistory_t *m_ThRecs;
        stInterval_t    *m_Interval;
        stExceedence_t  *m_Exceedences;
        stRunRecord_t   *m_RunRecord;
        stSpeechData_t  *m_VoiceRecord;
        stSpeechData_t  *m_AudioRecord;
    };
} stSlmBulkRecord_t;

Это преобразуется в:

[System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Explicit)]
public struct Anonymous_d2bf9406_c664_4664_9196_800cc23f445a {

    /// stTimeHistory_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_ThRecs;

    /// stInterval_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_Interval;

    /// stExceedence_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_Exceedences;

    /// stRunRecord_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_RunRecord;

    /// stSpeechData_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_VoiceRecord;

    /// stSpeechData_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_AudioRecord;
}

[System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Sequential)]
public struct tagSlmBulkRecords {

    /// int
    public int nRecType;

    /// Anonymous_d2bf9406_c664_4664_9196_800cc23f445a
    public Anonymous_d2bf9406_c664_4664_9196_800cc23f445a Union1;
}

Но как мне использовать m_ThRecs, когда это просто System.IntPtr? Есть ли способ явно объявить его указателем на stTimeHistory_t? Код C++, который я портирую на C#, использует его так:

stSlmBulkRecord_t   bulkRecord;
bulkRecord.m_ThRecs = new stTimeHistory_t[dataCounts.m_nNumTH];

но если я попробую это в C#:

tagSlmBulkRecords bulkRecord;
bulkRecord.Union1.m_ThRecs = new tagTimeHistory[dataCounts.m_nNumTH];

Я получил:

Ошибка 1 Не удается неявно преобразовать тип "SlmTest.Program.tagTimeHistory[]" в "SlmTest.Program.tagTimeHistory" "

Если я попробую небезопасное определение:

[System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Sequential)]
public struct tagTimeHistory
{
    /// UINT->unsigned int
    public uint m_nAction;

    /// int
    public int m_nFlag;

    /// int
    public int m_nRecordNum;

    /// int
    public int m_nTimeStamp;

    /// int
    public int m_nMiscStartIndex;

    /// float[256]
    [System.Runtime.InteropServices.MarshalAsAttribute(System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 256, ArraySubType = System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.R4)]
    public float[] m_pfTHFloatVals;

    /// float[48]
    [System.Runtime.InteropServices.MarshalAsAttribute(System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 48, ArraySubType = System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.R4)]
    public float[] m_pfTH11OBAVals;

    /// float[144]
    [System.Runtime.InteropServices.MarshalAsAttribute(System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 144, ArraySubType = System.Runtime.InteropServices.UnmanagedType.R4)]
    public float[] m_pfTH13OBAVals;

    /// float
    public float m_fDuration;
}

[System.Runtime.InteropServices.StructLayoutAttribute(System.Runtime.InteropServices.LayoutKind.Explicit)]
public unsafe struct Anonymous_d2bf9406_c664_4664_9196_800cc23f445a
{
    /// stTimeHistory_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public tagTimeHistory *m_ThRecs;
    /// stInterval_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr *m_Interval;
    /// stExceedence_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_Exceedences;
    /// stRunRecord_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_RunRecord;
    /// stSpeechData_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_VoiceRecord;
    /// stSpeechData_t*
    [System.Runtime.InteropServices.FieldOffsetAttribute(0)]
    public System.IntPtr m_AudioRecord;
}

Я получил:

ошибка CS0208: невозможно получить адрес, получить размер или объявить указатель на управляемый тип

Answer 1

Если вы действительно хотите взаимодействовать с нативным кодом, вы можете использовать fixed оператор:

var array = new tagTimeHistory[dataCounts.m_nNumTH];
fixed (tagTimeHistory* ptr = array)
{
    // do anything with the raw pointer
}

Обратите внимание, что fixed типы операторов и указателей в C# требуют unsafe возможность. И вы можете заменить IntPtrs с правильными типами указателей для большей безопасности типов (хотя есть метод для преобразования указателей в IntPtrи обратно).

Другой способ сделать то же самое через методы Marshal класс

РЕДАКТИРОВАТЬ. Вот пример пересмотренного небезопасного определения вашей забавной названной структуры объединения:

[StructLayout(LayoutKind.Explicit)]
public unsafe struct Anonymous_d2bf9406_c664_4664_9196_800cc23f445a
{
    [FieldOffset(0)]
    public stTimeHistory_t* m_ThRecs;

    [FieldOffset(0)]
    public stInterval_t* m_Interval;

    [FieldOffset(0)]
    public stExceedence_t* m_Exceedences;

    [FieldOffset(0)]
    public stRunRecord_t* m_RunRecord;

    [FieldOffset(0)]
    public stSpeechData_t* m_VoiceRecord;

    [FieldOffset(0)]
    public stSpeechData_t* m_AudioRecord;
}

Вы должны определить все структуры, такие как stTimeHistory_t в вашем коде (или замените те, которые вас не волнуют, на общие IntPtrс).

А по поводу создания массива структуры с Marshal: родной пул памяти не имеет такого понятия как structure array; все это забота только байты. Так что вы можете, например, использовать Marshal.AllocHGlobal метод:

IntPtr myPtr = Marshal.AllocHGlobal(Marshal.SizeOf<tagTimeHistory>() * dataCounts.m_nNumTH);
// ... write something to an array, use it
// And don't forget to free it to prevent memory leaks!
Marshal.FreeHGlobal(myPtr);

РЕДАКТИРОВАТЬ 2. Относительно ошибки "Не удается получить адрес, получить размер или объявить указатель на управляемый тип" - ваше определение не является полностью неуправляемым. Небезопасные определения и определения, использующие логику маршалинга, не всегда равны; здесь он думает, что ваш класс "управляем" из-за ссылок на массив в нем. Попробуйте фиксированные массивы:

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public unsafe struct tagTimeHistory
{
    public uint m_nAction;
    public int m_nFlag;
    public int m_nRecordNum;
    public int m_nTimeStamp;
    public int m_nMiscStartIndex;
    public fixed float m_pfTHFloatVals[256];
    public fixed float m_pfTH11OBAVals[48];
    public fixed float m_pfTH13OBAVals[144];
    public float m_fDuration;
}