Как передать структуру как параметр функции из программы на C# в программу на C и вернуть структуру обратно?

Question

Как с помощью вызова extern функции библиотеки на чистом Си из языка C# передать в неё struct со значениями и получить в возвращаемом значении тот же struct?

Функция и структура в C#:

public struct Structure 
{ 
    public int a; 
    public char c; 
    public string s; 
    public double d; 
    public float f; 
}

[DllImport("lib")]
public static extern Structure entry (Structure s);

Вызов в коде C#:

var s = entry(
              new Structure 
                  { 
                       a = 1,
                       c = 'c',
                       f = 2,
                       d = 3,
                       s = "abc"
                  }
              );

выдаёт исключение при обращении к методу entry:

Exception has occurred: CLR/System.AccessViolationException An unhandled exception of type 'System.AccessViolationException' occurred in System.Private.CoreLib.dll: 'Attempted to read or write protected memory. This is often an indication that other memory is corrupt.'

Код библиотеки lib на Си:

struct Structure 
{
    int a;
    char c;
    float f;
    double d;
    char * s; 
};

struct Structure entry(struct Structure x);

struct Structure entry(struct Structure x)
{
    struct Structure r = x;

    return r;
}

void main()
{    
}

Команда сборки библиотеки:

gcc -o lib -s -shared -Ofast lib.c -m64

Подкладываю файл lib в /bin/Debug/net5.0/ и запускаю метод C#.

ОБНОВЛЕНО 20.09.2021

Код библиотеки lib.c:

   #include <uchar.h>

   struct Structure 
   {
       int a;
       char c;
       float f;
       double d;
       int * m;
       char16_t * s; 
   };

   struct Structure entry(struct Structure x);

   struct Structure entry(struct Structure x)
   {
       struct Structure r = x;
       short unsigned int t[6] = {1,2,3,4,5,6};
       int t1[2] = {1,0};
       r.s=(short unsigned int *)t;
       r.m = (int*)t1;
       return r;
   }

   void main()
   {    
   }

Код C#:

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Unicode)]
        public struct Structure
        {
            public int a;
            public char c;

            public double d;
            public float f;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, SizeConst = 2)]
            public int[] m;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 6)]
            public string s;
        }

        [DllImport("lib")]
        public static extern Structure entry(Structure s);

Код вызова C#:

var s = entry(new Structure { a = 1, c = 'c', f = 2, d = 3, m = new int[] { 5, 7 }, s = "UTF-16" });

Некорректный результат:

s.m[0] = 5; s.m[1] = случайный результат; s.s = случайный результат.

Answer 1

После комментариев коллег публикую полный ответ. Код проверялся в Linux x64 и .NET 5. Упрощённая команда сборки библиотеки:

gcc -o lib -s -shared lib.c

ВАРИАНТ 1

Код lib.c

#include <string.h>

struct Structure 
{
    int a;
    char c;
    double d;
    float f;
    int m[2];
    char s[6]; 
};

void entry(struct Structure* x);

void entry(struct Structure* x)
{
    memcpy(x->m, (int[2]){1, 2}, sizeof x->m);
    strncpy(x->s,"abcde\0",6);
}

void main()
{    
}

Код объявления C#

[StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Ansi)]
public struct Structure
{
    public int a;
    public char c;
    public double d;
    public float f;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, ArraySubType = UnmanagedType.I4, SizeConst = 2)]
    public int[] m;
    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 6)]
    public string s;
}

[DllImport("lib")]
public static extern void entry([MarshalAs(UnmanagedType.Struct), In, Out] ref Structure s);

Код вызова C#

var parameter = new Structure  {   a = 1, c = 'c', f = 2, d = 3, m = new int[]  {  5, 7  } , s = "UTF-1\0"  };
entry(ref parameter);

ВАРИАНТ 2

Код lib.c

#include <uchar.h>
#include <string.h>

struct Structure 
{
    int a;
    char c;
    double d;
    float f;
    int m[2];
    char16_t s[6]; 
};

struct Structure entry(struct Structure x);

struct Structure entry(struct Structure x)
{
    char16_t string[6] = u"abcdef";
    memcpy(x.s, string, sizeof(string));
    
    return x;
}

void main()
{    
}

Код объявлений C#

        [StructLayout(LayoutKind.Sequential, CharSet = CharSet.Unicode)]
        public struct Structure
        {
            public int a;
            public char c;    
            public double d;
            public float f;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, ArraySubType = UnmanagedType.I4, SizeConst = 2)]
            public int[] m;
            [MarshalAs(UnmanagedType.ByValTStr, SizeConst = 6)]
            public string s;
        }

        [DllImport("lib")]
        [return: MarshalAs(UnmanagedType.Struct)]
        public static extern Structure entry([MarshalAs(UnmanagedType.Struct), In] Structure s);

Код вызова C#

Structure structure = entry(new Structure { a = 1, c = 'c', f = 2, d = 3, m = new int[2] { 5, 7 }, s = "UTF-16" });

Интересно, что строку меньшей длины из программы на Си возвращать можно, а большей, чем SizeConst, не получится - будет обрезана.

БЛОГ НА HUSL

Как передать структуру как параметр функции из программы на C# в программу на C и вернуть структуру обратно?

Ответы (1 шт):