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C# PInvoke - C++의 매개변수에 대한 마샬링을 tlbexp.exe를 이용해 확인하는 방법

예전에, C# DLL -> TLB -> CPP 헤더 파일로 변환하는 방법을 설명했었는데요,

C# DLL로부터 TLB 및 C/C++ 헤더 파일(TLH)을 생성하는 방법
; https://www.sysnet.pe.kr/2/0/12220

우연히 다음의 글을 읽으면서,

The confusing UnmanagedType.LPStruct marshaling directive
; https://docs.microsoft.com/en-us/archive/blogs/adam_nathan/the-confusing-unmanagedtype-lpstruct-marshaling-directive

Note that the type library exporter (TLBEXP.EXE) is a great tool for statically understanding how managed parameters/fields/return types get marshaled, since the signatures created by the exporter are required to match what the marshaler does at run-time. Even if you're wondering about the parameters of a PInvoke method, you can do this trick by temporarily pasting the method into a public interface (removing the "static", "extern", etc.) then running TLBEXP.EXE on your assembly.


C# 메서드의 매개변수가 어떻게 C++ 함수에 대응하는지 쉽게 파악하는 도구로도 사용될 수 있다는 것을 깨달았습니다. ^^; 가령, 만약에 여러분이 호출해야 할 C++의 함수와 그것의 인자에 들어가는 구조체를 보고,

struct MyStruct
{
    int Age;
    char* ptrName;
    char* ptrAddr;
    char Name[80];
};

__declspec(dllexport) void __stdcall TestMethod(MyStruct* pAttr);

다음과 같이 C# 코드로 맞췄다고 가정해 보겠습니다.

public struct MyStruct
{
    public int Age;
    public IntPtr ptrName;
    public IntPtr ptrAddr;
    public char[] Name;
}

public class Test
{
    [DllImport("test.dll")]
    static extern void TestMethod(ref MyStruct pAttr);
}

이때 저 함수와 구조체의 정의가 실제로 C++의 것과 일치하는지 직접 확인하고 싶다면 tlbexp.exe를 이용할 수 있습니다. 실습을 위해 간단한 더미 C# DLL 프로젝트를 하나 만들고, 그 안에 위의 코드를 복사해 interface를 구성한 후,

using System;
using System.Runtime.InteropServices;

[assembly: ComVisible(true)]

namespace ClassLibrary1
{
    public struct MyStruct
    {
        public int Age;
        public IntPtr ptrName;
        public IntPtr ptrAddr;
        public char[] Name;
    }

    [Guid("2AFBAFEE-68A9-4EF8-A38C-A7941D47CC16")]
    [InterfaceType(ComInterfaceType.InterfaceIsIUnknown)]
    public interface IMyInteropTest
    {
        [DispId(1)]
        void TestMethod(ref MyStruct pAttr);
    }
}

빌드 결과물인 DLL을 tlbexp.exe에 넘기면 Type Library(tlb) 파일이 생성됩니다.

C:\temp> tlbexp ClassLibrary1.dll

마지막으로 tlb 파일을 oleview.exe를 이용해 C++로 번역된 결과를 볼 수 있습니다.

[
  uuid(B833A7ED-D142-4FDA-9474-6C536851852B),
  version(1.0),
  custom(90883F05-3D28-11D2-8F17-00A0C9A6186D, "ClassLibrary1, Version=1.0.0.0, Culture=neutral, PublicKeyToken=null")
]
library ClassLibrary1
{
    importlib("stdole2.tlb");
    interface IMyInteropTest;
    typedef [uuid(F2947813-305C-3BB1-BA28-FCD9B7A01162), version(1.0)    ,
      custom(0F21F359-AB84-41E8-9A78-36D110E6D2F9, "ClassLibrary1.MyStruct")    
]

struct tagMyStruct {
    long Age;
    long ptrName;
    long ptrAddr;
    SAFEARRAY(unsigned char) Name;
} MyStruct;

    [
      odl,
      uuid(2AFBAFEE-68A9-4EF8-A38C-A7941D47CC16),
      version(1.0),
      oleautomation,
      custom(0F21F359-AB84-41E8-9A78-36D110E6D2F9, "ClassLibrary1.IMyInteropTest")    
    ]
    interface IMyInteropTest : IUnknown {
        HRESULT _stdcall TestMethod([in, out] MyStruct* pAttribute);
    };
};

"ref MyStruct"는 "MyStruct*"로 대응했으니 원했던 바이고, IntPtr 타입이 long 형으로 변환된 것은 C# DLL을 "Any CPU" 또는 "x86" 대상으로 빌드를 했기 때문입니다. 만약 C# DLL을 "x64" 대상으로 빌드하면 다음과 같이 tagMyStruct의 ptrName, ptrAddr 필드가 int64로 바뀝니다. (Native라는 C++의 환경을 고려하면 IntPtr이 저렇게 변경되는 것은 당연합니다.)

struct tagMyStruct {
    long Age;
    int64 ptrName;
    int64 ptrAddr;
    SAFEARRAY(unsigned char) Name;
} MyStruct;




그나저나 char [] 타입이 기대했던 데로 되지 않았다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 바꿔야 할 텐데요, MarshalAs 특성을 이용해 좀 더 정보를 줘야 하는데, 예를 들어 이렇게 (잘못된) 설정을 해보겠습니다.

public struct MyStruct
{
    public int Age;
    public IntPtr ptrName;
    public IntPtr ptrAddr;

    [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr, SizeConst = 80)]
    public char[] Name;
}

이후 빌드하고 TLB를 생성하기 위해 tlbexp.exe를 실행하면 다음과 같은 경고를 볼 수 있습니다.

C:\temp\ClassLibrary1\ClassLibrary1\bin\Debug> tlbexp ClassLibrary1.dll
Microsoft (R) .NET Framework Assembly to Type Library Converter 4.8.4084.0
Copyright (C) Microsoft Corporation.  All rights reserved.

TlbExp : warning TX00131175 : When cross-compiling, all type library references should be included on the command line to ensure the correct bit-specific type libraries are loaded.
TlbExp : warning TX801311A6 : Type library exporter warning processing 'ClassLibrary1.MyStruct.Name, ClassLibrary1'. Warning: The method or field has an invalid managed/unmanaged type combination, check the MarshalAs directive.
Assembly exported to 'C:\temp\ClassLibrary1\ClassLibrary1\bin\Debug\ClassLibrary1.tlb'

경고라고 해서 무시하면 안 되는데, 실제로 생성된 tlb를 oleview에서 보면 아예 Name 필드가 누락된 확인할 수 있습니다.

struct tagMyStruct {
    long Age;
    int64 ptrName;
    int64 ptrAddr;
} MyStruct;

즉, "The method or field has an invalid managed/unmanaged type combination, check the MarshalAs directive." 오류는 적절하지 않은 조합으로 MarshalAs 특성 값이 사용돼 해당 필드의 타입을 결정할 수 없게 만든 것입니다. (사실 이러면 ^^; 에러여야 하는데.)

자, 그럼 다시 올바르게 수정해 볼까요?

public struct MyStruct
{
    public int Age;
    public IntPtr ptrName;
    public IntPtr ptrAddr;

    [MarshalAs(UnmanagedType.ByValArray, /* 생략 가능 */ ArraySubType = UnmanagedType.I1, SizeConst = 80)]
    public char[] Name;
}

tlbexp + oleview를 통해 확인까지 하고,

struct tagMyStruct {
    long Age;
    int64 ptrName;
    int64 ptrAddr;
    unsigned char Name[80];
} MyStruct;

따라서 C++ 코드와의 interop이 기대했던 대로 동작할 거라는 것을 예상할 수 있습니다.




[이 글에 대해서 여러분들과 의견을 공유하고 싶습니다. 틀리거나 미흡한 부분 또는 의문 사항이 있으시면 언제든 댓글 남겨주십시오.]

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[최초 등록일: ]
[최종 수정일: 12/8/2020 ]

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