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Fundamentos de P/Invoke

Declare e chame funções nativas usando DllImport e entenda o marshaling de tipos primitivos, strings e structs.

Fundamentos de P/Invoke é uma aula grátis de C# Academy no CoddyKit. Esta é a aula 1 de 4. Você pode ler a aula completa abaixo gratuitamente — depois pratica ao vivo no navegador com um editor de código integrado e um tutor de IA 24/7. Faz parte do caminho de aprendizado de C# Academy, e seu progresso é sincronizado entre a web e o app CoddyKit. O curso de C# Academy inclui 4 aulas no total.

O que é P/Invoke

Os Serviços de Invocação de Plataforma (P/Invoke) permitem que o C# chame funções em bibliotecas compartilhadas nativas (.dll no Windows, .so no Linux e .dylib no macOS). Esse é o mecanismo padrão para chamar APIs Win32 ou qualquer biblioteca com ABI de C a partir do .NET.

Sua primeira chamada P/Invoke

Declare a função nativa com [DllImport] e informe o nome da biblioteca. O CLR localiza e carrega a biblioteca e converte os argumentos automaticamente.

using System.Runtime.InteropServices;

// Calling MessageBoxW from user32.dll (Windows)
internal static partial class NativeMethods
{
    [DllImport("user32.dll",
        EntryPoint = "MessageBoxW",
        CharSet = CharSet.Unicode,
        SetLastError = true)]
    internal static extern int MessageBox(
        IntPtr hwnd,
        string text,
        string caption,
        uint type);
}

// Call it:
NativeMethods.MessageBox(IntPtr.Zero, "Hello!", "P/Invoke", 0);

// Windows-only — wrap in RuntimeInformation.IsOSPlatform check
// for cross-platform code

Chamando bibliotecas nativas personalizadas

O P/Invoke funciona com qualquer função exportada por C, não apenas com APIs do sistema operacional. Compile uma biblioteca nativa, exporte funções com ligação C e chame-as a partir do C#.

// mymath.h / mymath.c:
// extern "C" double AddNumbers(double a, double b) { return a + b; }
// Compile: gcc -shared -o libmymath.so mymath.c

// C# declaration:
[DllImport("mymath",              // libmymath.so / mymath.dll
    EntryPoint = "AddNumbers",
    CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
private static extern double AddNumbers(double a, double b);

// Call:
double result = AddNumbers(3.14, 2.72); // 5.86

// .NET resolves the library via:
// 1. Absolute path if provided
// 2. App directory
// 3. OS library path (PATH / LD_LIBRARY_PATH / DYLD_LIBRARY_PATH)

Conversão de tipos básicos

O CLR converte automaticamente a maioria dos tipos primitivos entre representações gerenciadas e nativas. Conhecer os mapeamentos evita erros sutis.

// C Type       → C# Type
// int (32-bit)  → int  or  System.Int32
// long (64-bit) → long or  System.Int64
// float         → float
// double        → double
// bool          → [MarshalAs(UnmanagedType.Bool)] bool
// char*  (ANSI) → string  (CharSet.Ansi)
// wchar_t*      → string  (CharSet.Unicode)
// void*         → IntPtr
// size_t        → UIntPtr

// Example with explicit marshalling:
[DllImport("libc", EntryPoint = "strlen", CharSet = CharSet.Ansi)]
private static extern UIntPtr StrLen(
    [MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)] string s);

int len = (int)StrLen("hello"); // 5

Passando estruturas para código nativo

Use [StructLayout(LayoutKind.Sequential)] para garantir que a estrutura seja organizada na memória exatamente como o código nativo espera.

// C struct:
// struct Point { int x; int y; };
// void DrawPoint(struct Point p);

[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Point
{
    public int X;
    public int Y;
}

[DllImport("graphics", EntryPoint = "DrawPoint",
    CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
private static extern void DrawPoint(Point p);

// Pass by value:
DrawPoint(new Point { X = 10, Y = 20 });

// Pass by pointer (ref or out):
[DllImport("graphics", EntryPoint = "GetCenter",
    CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
private static extern void GetCenter(out Point center);
GetCenter(out var pt);

Tratamento de erros: GetLastWin32Error

As funções da API do Windows sinalizam erros por meio de GetLastError(). Defina SetLastError = true em [DllImport] e chame Marshal.GetLastWin32Error() depois da chamada.

[DllImport("kernel32.dll",
    EntryPoint = "CreateFileW",
    CharSet = CharSet.Unicode,
    SetLastError = true)]
private static extern IntPtr CreateFile(
    string fileName,
    uint desiredAccess,
    uint shareMode,
    IntPtr securityAttributes,
    uint creationDisposition,
    uint flagsAndAttributes,
    IntPtr templateFile);

const uint GENERIC_READ = 0x80000000;
const uint OPEN_EXISTING  = 3;

var handle = CreateFile("test.txt", GENERIC_READ, 0,
    IntPtr.Zero, OPEN_EXISTING, 0, IntPtr.Zero);

if (handle == (IntPtr)(-1))
{
    int error = Marshal.GetLastWin32Error();
    throw new System.ComponentModel.Win32Exception(error);
}

Conversão de cadeias de caracteres e áreas de armazenamento

A conversão de cadeias de caracteres exige atenção cuidadosa à codificação e à posse da memória. Use StringBuilder para áreas de armazenamento de saída e atributos MarshalAs para especificar a codificação.

// Read into a buffer:
[DllImport("kernel32.dll",
    EntryPoint = "GetComputerNameW",
    CharSet = CharSet.Unicode,
    SetLastError = true)]
private static extern bool GetComputerName(
    System.Text.StringBuilder lpBuffer,
    ref uint nSize);

uint size = 256;
var buffer = new System.Text.StringBuilder((int)size);
if (GetComputerName(buffer, ref size))
    Console.WriteLine(buffer.ToString());

// Return a string owned by native code (don't free it):
[DllImport("mylib", CharSet = CharSet.Ansi)]
[return: MarshalAs(UnmanagedType.LPStr)]
private static extern string GetVersion();

Ponteiros de função e callbacks

Passe objetos delegate gerenciados como ponteiros de função C. O CLR cria uma ponte intermediária, mas você deve manter o delegate ativo (guardando uma referência), caso contrário, o GC o coletará e o código nativo falhará.

// C callback signature: typedef int (*Comparer)(const void*, const void*);
// void qsort(void* base, size_t nitems, size_t size, Comparer compar);

[UnmanagedFunctionPointer(CallingConvention.Cdecl)]
private delegate int CompareCallback(IntPtr a, IntPtr b);

[DllImport("libc", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
private static extern void QSort(
    int[] data, UIntPtr count, UIntPtr size, CompareCallback compare);

// Keep the delegate ALIVE for the duration of the call:
private static readonly CompareCallback _compare =
    (a, b) => Marshal.ReadInt32(a).CompareTo(Marshal.ReadInt32(b));

var data = new[] { 5, 2, 8, 1, 3 };
QSort(data, (UIntPtr)data.Length, (UIntPtr)sizeof(int), _compare);

API NativeLibrary

A classe NativeLibrary fornece carregamento explícito de bibliotecas, resolução de ponteiros de função e personalização de caminhos entre plataformas — a alternativa moderna à resolução automática de nomes de bibliotecas.

using System.Runtime.InteropServices;

// Explicit load:
var handle = NativeLibrary.Load("/usr/lib/libssl.so.3");

// Resolve a function pointer:
var addPtr = NativeLibrary.GetExport(handle, "AddNumbers");
var addFn = Marshal.GetDelegateForFunctionPointer<Func<double,double,double>>(addPtr);
double result = addFn(1.0, 2.0);

// Unload:
NativeLibrary.Free(handle);

// Custom resolver (called when DllImport can't find a library):
NativeLibrary.SetDllImportResolver(typeof(MyNative).Assembly,
    (libName, assembly, searchPath) =>
    {
        if (libName == "mymath")
            return NativeLibrary.Load("/opt/mymath/libmymath.so");
        return IntPtr.Zero;
    });

Caso real: chamando o OpenSSL

Um exemplo real: chamar a função de resumo SHA-256 do OpenSSL a partir do C# usando P/Invoke.

internal static class OpenSslInterop
{
    [DllImport("libssl", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    private static extern IntPtr EVP_MD_CTX_new();

    [DllImport("libssl", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    private static extern void EVP_MD_CTX_free(IntPtr ctx);

    [DllImport("libssl", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    private static extern IntPtr EVP_sha256();

    [DllImport("libssl", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)]
    private static extern int EVP_DigestInit_ex(IntPtr ctx, IntPtr type, IntPtr engine);

    // In practice, use System.Security.Cryptography.SHA256 instead:
    // var hash = SHA256.HashData(data);
    // P/Invoke to OpenSSL is only needed when you require
    // non-managed cryptographic operations or specific OpenSSL features
}

Verificação rápida

Por que você deve manter um delegate ativo ao passá-lo como callback nativo?

Recapitulação: fundamentos de P/Invoke

Principais conclusões:

P/Invoke: chamar funções nativas da C-ABI por meio de declarações [DllImport]
O CLR converte tipos primitivos automaticamente; use anotações [MarshalAs] para strings e tipos personalizados
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]: garante que o layout de memória da estrutura corresponda às expectativas nativas
Defina SetLastError = true e chame Marshal.GetLastWin32Error() para tratar erros do Win32
Mantenha as referências a delegados vivas ao passá-las como retornos de chamada nativos
NativeLibrary: carregamento explícito, resolução e resolvedor personalizado para controlar caminhos entre plataformas

Perguntas Frequentes

A aula “Fundamentos de P/Invoke” é grátis?

Sim — o texto completo de “Fundamentos de P/Invoke” é grátis para ler aqui na web. Para praticá-la interativamente (um editor de código integrado e um tutor de IA 24/7) e desbloquear o restante do curso de C# Academy, atualize para CoddyKit PRO. O curso de C# Academy inclui 4 aulas no total.

O que vou aprender em “Fundamentos de P/Invoke”?

Declare e chame funções nativas usando DllImport e entenda o marshaling de tipos primitivos, strings e structs. Você pratica C# Academy com código prático que executa diretamente no navegador, e um tutor de IA 24/7 responde suas dúvidas enquanto trabalha na aula.

Preciso ter experiência prévia para começar C# Academy?

Nenhuma experiência prévia é necessária. C# Academy no CoddyKit é estruturado para alunos iniciantes até avançados, então você pode começar aqui ou desde o início e aprender no seu ritmo. Esta é a aula 1 de 4.

Quanto tempo leva a aula “Fundamentos de P/Invoke”?

A maioria das aulas CoddyKit leva cerca de 5–10 minutos. Cada uma é compacta e interativa, então você faz progresso constante e retoma exatamente de onde parou entre web e app.

Posso escrever e executar código nesta aula de C# Academy?

Sim. Cada aula de C# Academy inclui um editor de código integrado, então você escreve e executa código real direto no navegador e recebe feedback de IA instantaneamente — nenhuma configuração local necessária.

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