在 C# 中编组到本机库

Question

我在从托管 C# 代码中调用本机库的函数时遇到问题。我正在开发 3.5 紧凑框架 (Windows Mobile 6.x)，以防​​万一这会产生任何影响。

我正在使用 coredll.dll 中的 waveIn* 函数（我相信这些函数位于常规 Windows 的 winmm.dll 中）。这就是我想到的：

// namespace winmm; class winmm
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct WAVEFORMAT
{
    public ushort wFormatTag;
    public ushort nChannels;
    public uint nSamplesPerSec;
    public uint nAvgBytesPerSec;
    public ushort nBlockAlign;
    public ushort wBitsPerSample;
    public ushort cbSize;
}
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct WAVEHDR
{
    public IntPtr lpData;
    public uint dwBufferLength;
    public uint dwBytesRecorded;
    public IntPtr dwUser;
    public uint dwFlags;
    public uint dwLoops;
    public IntPtr lpNext;
    public IntPtr reserved;
}

public delegate void AudioRecordingDelegate(IntPtr deviceHandle, uint message, IntPtr instance, ref WAVEHDR wavehdr, IntPtr reserved2);

[DllImport("coredll.dll")]
public static extern int waveInAddBuffer(IntPtr hWaveIn, ref WAVEHDR lpWaveHdr, uint cWaveHdrSize);
[DllImport("coredll.dll")]
public static extern int waveInPrepareHeader(IntPtr hWaveIn, ref WAVEHDR lpWaveHdr, uint Size);
[DllImport("coredll.dll")]
public static extern int waveInStart(IntPtr hWaveIn);

// some other class
private WinMM.WinMM.AudioRecordingDelegate waveIn;
private IntPtr handle;
private uint bufferLength;

private void setupBuffer()
{
    byte[] buffer = new byte[bufferLength];
    GCHandle bufferPin = GCHandle.Alloc(buffer, GCHandleType.Pinned);
    WinMM.WinMM.WAVEHDR hdr = new WinMM.WinMM.WAVEHDR();
    hdr.lpData = bufferPin.AddrOfPinnedObject();
    hdr.dwBufferLength = this.bufferLength;
    hdr.dwFlags = 0;

    int i = WinMM.WinMM.waveInPrepareHeader(this.handle, ref hdr, Convert.ToUInt32(Marshal.SizeOf(hdr)));
    if (i != WinMM.WinMM.MMSYSERR_NOERROR)
    {
        this.Text = "Error: waveInPrepare";
        return;
    }
    i = WinMM.WinMM.waveInAddBuffer(this.handle, ref hdr, Convert.ToUInt32(Marshal.SizeOf(hdr)));
    if (i != WinMM.WinMM.MMSYSERR_NOERROR)
    {
        this.Text = "Error: waveInAddrBuffer";
        return;
    }
}

private void setupWaveIn()
{
    WinMM.WinMM.WAVEFORMAT format = new WinMM.WinMM.WAVEFORMAT();
    format.wFormatTag = WinMM.WinMM.WAVE_FORMAT_PCM;
    format.nChannels = 1;
    format.nSamplesPerSec = 8000;
    format.wBitsPerSample = 8;
    format.nBlockAlign = Convert.ToUInt16(format.nChannels * format.wBitsPerSample);
    format.nAvgBytesPerSec = format.nSamplesPerSec * format.nBlockAlign;
    this.bufferLength = format.nAvgBytesPerSec;
    format.cbSize = 0;

    int i = WinMM.WinMM.waveInOpen(out this.handle, WinMM.WinMM.WAVE_MAPPER, ref format, Marshal.GetFunctionPointerForDelegate(waveIn), 0, WinMM.WinMM.CALLBACK_FUNCTION);
    if (i != WinMM.WinMM.MMSYSERR_NOERROR) 
    {
        this.Text = "Error: waveInOpen";
        return;
    }

    setupBuffer();

    WinMM.WinMM.waveInStart(this.handle);
}

过去几天我读了很多关于编组的内容，但我没有让这段代码工作。当缓冲区已满时调用我的回调函数（waveIn）时，wavehdr 中传回的 hdr 结构显然已损坏。这是此时结构的示例：

-      wavehdr {WinMM.WinMM.WAVEHDR}   WinMM.WinMM.WAVEHDR
         dwBufferLength 0x19904c00  uint
         dwBytesRecorded    0x0000fa00  uint
         dwFlags    0x00000003  uint
         dwLoops    0x1990f6a4  uint
+       dwUser  0x00000000  System.IntPtr
+       lpData  0x00000000  System.IntPtr
+       lpNext  0x00000000  System.IntPtr
+       reserved    0x7c07c9a0  System.IntPtr

这显然不是我期望通过的。我显然很关心视图中字段的顺序。我不知道 Visual Studio .NET 在“本地”视图中显示记录时是否关心实际内存顺序，但它们显然没有按照我在结构中指定的顺序显示。

然后没有数据指针，并且 bufferLength 字段太高。有趣的是，bytesRecorded 字段恰好是 64000 - bufferLength 和 bytesRecorded 我希望两者都是 64000。我不知道到底出了什么问题，也许有人可以帮助我解决这个问题。我对托管代码编程和编组绝对是菜鸟，所以请不要对我可能做过的所有愚蠢的事情太严厉。

哦，这是我在此处找到的 WAVEHDR 的 C 代码定义，我我相信我可能在 C# 结构体定义中做错了一些事情：

/* wave data block header */
typedef struct wavehdr_tag {
    LPSTR       lpData;                 /* pointer to locked data buffer */
    DWORD       dwBufferLength;         /* length of data buffer */
    DWORD       dwBytesRecorded;        /* used for input only */
    DWORD_PTR   dwUser;                 /* for client's use */
    DWORD       dwFlags;                /* assorted flags (see defines) */
    DWORD       dwLoops;                /* loop control counter */
    struct wavehdr_tag FAR *lpNext;     /* reserved for driver */
    DWORD_PTR   reserved;               /* reserved for driver */
} WAVEHDR, *PWAVEHDR, NEAR *NPWAVEHDR, FAR *LPWAVEHDR;

如果您习惯于使用所有这些低级工具（例如指针算术、强制转换等），那么开始编写托管代码是一件很痛苦的事情。这就像双手被绑在背上试图学习如何游泳一样。 我尝试过一些事情（没有效果）： .NET 紧凑框架似乎不支持 [StructLayout] 中的 Pack = 2^x 指令。 我尝试了 [StructLayout(LayoutKind.Explicit)] 并使用 4 字节和 8 字节对齐。 4 字节对齐给了我与上面代码相​​同的结果，而 8 字节对齐只会让事情变得更糟 - 但这正是我所期望的。 有趣的是，如果我将代码从 setupBuffer 移到 setupWaveIn 中，并且不在类的上下文中声明 GCHandle，但在 setupWaveIn 的本地上下文中，回调函数返回的结构似乎没有损坏。但我不确定为什么会出现这种情况，以及如何利用这些知识来修复我的代码。 忘了吧。我将一些东西与我使用的更旧的代码混合在一起。

我真的很感谢有关编组、从 C# 调用非托管代码等方面的任何好的链接。如果有人能指出我的错误，我会非常高兴。我做错了什么？为什么我没有得到我所期望的。

Answer 1

您的 P/Invoke 声明是无可挑剔的。然而，您发布的 WAVEHDR 转储有一些非常的奇怪之处。它缺少 lpData 字段。如果插入，所有数字都会正确排列（即 lpData = 0x19904c00、dwBufferLength = 0x0000fa00 等）。

不知道这是怎么发生的，但它不知何故使用了错误的 WAVEHDR 声明。 WinMM.WinMM 应该是一个提示。

Answer 2

PInvoke.Net 是查找 PInvoke 声明的地方。
本页介绍了waveInAddBuffer方法及其C#等效方法，以及链接到 WAVEHDR。

我查看了您使用的各种方法，但找不到任何对您的情况有帮助的方法。 PInvoke.net 版本和您的版本的区别在于 PInvoke 使用 StructLayout 的 CharSet 属性，但我猜它不相关。

关于互操作性主题的一本好书是： NET-and-COM

Answer 3

好吧，我明白了。我的所有代码基本上都是正确的。然而，我搞砸了 WAVEHDR 结构。 waveIn* 函数不仅期望引用 WAVEHDR 结构，还期望该结构持续存在，直到调用它为止。因此，WAVEHDR 结构需要在全局或至少足够大的上下文中创建，以维持直到调用它的 waveInHeaderUnprepare 为止，并且可能还需要使用 GCHandle 进行固定，这样它就不会改变它在内存中的位置（据我所知）在托管代码中不保证）。
这是我更新和清理的代码：

    private WinMM.WinMM.AudioRecordingDelegate waveIn;
    private IntPtr handle;
    private WinMM.WinMM.WAVEHDR header;
    private GCHandle headerPin;
    private GCHandle bufferPin;
    private byte[] buffer;
    private uint bufferLength;

    private void setupBuffer()
    {
        header.lpData = bufferPin.AddrOfPinnedObject();
        header.dwBufferLength = bufferLength;
        header.dwFlags = 0;
        header.dwBytesRecorded = 0;
        header.dwLoops = 0;
        header.dwUser = IntPtr.Zero;
        header.lpNext = IntPtr.Zero;
        header.reserved = IntPtr.Zero;

        int i = WinMM.WinMM.waveInPrepareHeader(handle, ref header, Convert.ToUInt32(Marshal.SizeOf(header)));
        if (i != WinMM.WinMM.MMSYSERR_NOERROR)
        {
            this.Text = "Error: waveInPrepare " + i.ToString();
            return;
        }
        i = WinMM.WinMM.waveInAddBuffer(handle, ref header, Convert.ToUInt32(Marshal.SizeOf(header)));
        if (i != WinMM.WinMM.MMSYSERR_NOERROR)
        {
            this.Text = "Error: waveInAddrBuffer";
            return;
        }
    }

    private void setupWaveIn()
    {
        handle = new IntPtr();
        WinMM.WinMM.WAVEFORMAT format;
        format.wFormatTag = WinMM.WinMM.WAVE_FORMAT_PCM;
        format.nChannels = 1;
        format.nSamplesPerSec = 8000;
        format.wBitsPerSample = 8;
        format.nBlockAlign = Convert.ToUInt16(format.nChannels * format.wBitsPerSample);
        format.nAvgBytesPerSec = format.nSamplesPerSec * format.nBlockAlign;
        bufferLength = format.nAvgBytesPerSec / 800;
        headerPin = GCHandle.Alloc(header, GCHandleType.Pinned);
        buffer = new byte[bufferLength];
        bufferPin = GCHandle.Alloc(buffer, GCHandleType.Pinned);
        format.cbSize = 0;

        int i = WinMM.WinMM.waveInOpen(out handle, WinMM.WinMM.WAVE_MAPPER, ref format, Marshal.GetFunctionPointerForDelegate(waveIn), IntPtr.Zero, WinMM.WinMM.CALLBACK_FUNCTION);
        if (i != WinMM.WinMM.MMSYSERR_NOERROR) 
        {
            this.Text = "Error: waveInOpen";
            return;
        }

        setupBuffer();

        WinMM.WinMM.waveInStart(handle);
    }

    private void callbackWaveIn(IntPtr deviceHandle, uint message, IntPtr instance, ref WinMM.WinMM.WAVEHDR wavehdr, IntPtr reserved2)
    {
        if (message == WinMM.WinMM.WIM_DATA)
            if (this.InvokeRequired)
                this.Invoke(waveIn, deviceHandle, message, instance, wavehdr, reserved2);
            else
            {
                if (wavehdr.dwBytesRecorded > 0)
                {
                    foreach (byte buf in buffer)
                    {
                        // do something cool with your byte stream
                    }
                }

                int i = WinMM.WinMM.waveInUnprepareHeader(deviceHandle, ref header, Convert.ToUInt32(Marshal.SizeOf(wavehdr)));
                if (i != WinMM.WinMM.MMSYSERR_NOERROR)
                {
                    this.Text = "Error: waveInUnprepareHeader " + i;
                }
                setupBuffer();
            }
    }

谢谢您的帮助。我希望有人可以使用我能想出的代码。