使用 P/Invoke 在 Linux 平台上进行跨平台调用

引言

P/Invoke（Platform Invocation Services）是 .NET 提供的一项功能，允许托管代码调用非托管代码（如 C 库函数）。在 Windows 平台上，P/Invoke 广泛用于调用 Win32 API。而在 Linux 平台上，我们可以使用 P/Invoke 调用 C 库中的函数，如 libc 中的函数。

本文将介绍如何在 Linux 平台上使用 P/Invoke，详细解释如何传递参数，并提供完整的代码示例。

准备工作

在开始之前，需要确保已安装 .NET SDK 和编译 C 代码所需的工具链（如 gcc）。

编写 C 库

首先，我们需要编写一个简单的 C 库函数，并编译生成共享库。下面的示例中，我们编写了一个简单的 C 函数，该函数将两个整数相加并返回结果。

// simple_math.c
#include <stdio.h>

int add(int a, int b) {
    return a + b;
}

编译这个 C 文件生成共享库：

gcc -shared -o libsimplemath.so -fPIC simple_math.c

使用 P/Invoke 调用 C 库函数

接下来，我们编写一个 .NET 程序，通过 P/Invoke 调用我们刚刚创建的 C 库函数。

步骤 1: 创建 .NET 项目

创建一个新的 .NET 控制台应用程序：

dotnet new console -n PInvokeExample
cd PInvokeExample

步骤 2: 定义 P/Invoke 签名

在 .NET 程序中，我们需要定义与 C 库函数对应的 P/Invoke 签名。

// Program.cs
using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    // 定义 P/Invoke 签名
    [DllImport("libsimplemath.so", EntryPoint = "add")]
    public static extern int Add(int a, int b);

    static void Main(string[] args)
    {
        int result = Add(5, 3);
        Console.WriteLine($"5 + 3 = {result}");
    }
}

步骤 3: 配置运行环境

确保 libsimplemath.so 在可被找到的路径中。你可以将其复制到当前目录，或者设置 LD_LIBRARY_PATH 环境变量。

export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:$(pwd)

步骤 4: 运行 .NET 程序

编译并运行 .NET 程序：

dotnet run

如果一切顺利，你应该会看到输出：

5 + 3 = 8

参数传递

在实际应用中，可能需要传递更多类型的参数，如字符串、结构体等。下面是一些常见参数类型的示例：

字符串参数

C 函数：

// string_operations.c
#include <stdio.h>
#include <string.h>

void print_message(const char* message) {
    printf("%s\n", message);
}

编译共享库：

gcc -shared -o libstringops.so -fPIC string_operations.c

C# 调用：

// Program.cs
using System;
using System.Runtime.InteropServices;

class Program
{
    [DllImport("libstringops.so", EntryPoint = "print_message")]
    public static extern void PrintMessage(string message);

    static void Main(string[] args)
    {
        PrintMessage("Hello, P/Invoke!");
    }
}

运行程序：

dotnet run

输出：

Hello, P/Invoke!

结构体参数