在“托管到本机的过渡”期间究竟会发生什么？答案

【问题标题】：What exactly happens during a "managed-to-native transition"?在“托管到本机的过渡”期间究竟会发生什么？
【发布时间】：2012-03-01 08:49:32
【问题描述】：

我知道 CLR 在某些情况下需要进行封送处理，但假设我有：

using System.Runtime.InteropServices;
using System.Security;

[SuppressUnmanagedCodeSecurity]
static class Program
{
    [DllImport("kernel32.dll", SetLastError = false)]
    static extern int GetVersion();

    static void Main()
    {
        for (; ; )
            GetVersion();
    }
}

当我用调试器闯入这个程序时，我总是看到：

鉴于不需要进行封送处理（对吗？），有人可以解释一下在这个“托管到本机的转换”中实际发生了什么，为什么有必要？

【问题讨论】：

也许调用堆栈中的那一行只是提供信息，让您知道何时过渡
@DavidHeffernan：哦.......我想这也有效......但我感觉还有其他事情发生（虽然我很想被证明是错误的！） .
@DavidHeffernan：有趣的是，从 kernel32.dll 转到 mscoree.dll 时，它并没有说同样的话……所以这让我怀疑确实发生了一些事情。跨度>
存在封送处理，因为 CLR 使用 OutAttribute 自动将返回值视为普通参数。
@RichardSzalay：哦，你完全正确。但我想问题是，为什么在mscoreei.dll 之后没有过渡？

标签： c# .net pinvoke unmanaged managed

【解决方案1】：

首先需要设置调用堆栈，以便 STDCALL 可以发生。这是 Win32 的调用约定。

接下来，运行时将推送一个所谓的执行框架。有许多不同类型的帧：安全断言、GC 保护区域、本机代码调用……

运行时使用这样的框架来跟踪当前本机代码正在运行。这对潜在的并发垃圾收集和可能的其他东西有影响。它还有助于调试器。

所以实际上这里并没有发生很多事情。这是一个非常简洁的代码路径。

【讨论】：

【解决方案2】：

除了负责为您转换参数和确定调用约定的编组层之外，运行时还需要做一些其他事情来保持内部状态的一致性。

需要检查安全上下文，以确保允许调用代码访问本机方法。需要保存当前托管堆栈帧，以便运行时可以执行堆栈回溯以进行调试和异常处理（更不用说调用托管回调的本机代码）。需要设置内部状态位以指示我们当前正在运行本机代码。

此外，可能需要保存寄存器，具体取决于需要跟踪的内容以及调用约定保证恢复的内容。寄存器（本地）中的 GC 根可能需要以某种方式进行标记，以便它们不会在本机方法期间被垃圾收集。

所以主要是堆栈处理和类型封送处理，以及一些安全性的东西。虽然它不是大量的东西，但它将代表了调用较小的本机方法的重大障碍。例如，尝试 P/Invoke 到优化的数学库很少会带来性能提升，因为开销足以抵消任何潜在的好处。讨论了一些性能分析结果here。

【讨论】：

性能分析报告的链接已失效

【解决方案3】：

我知道这个问题已经得到解答，但我很惊讶没有人建议您在调试窗口中显示外部代码。如果您右键单击[Native to Managed Transition] 行并勾选Show External Code 选项，您将准确看到在转换中调用了哪些.NET 方法。这可能会给你一个更好的主意。这是一个例子：

【讨论】：

什么版本的 Visual Studio？在 Visual Studio 2017 中，我可以为调用堆栈中的 [External Code] 标签执行此操作，但对 [Native to Managed Transition] 没有影响

【解决方案4】：

由于您正在调用 dll。它需要脱离托管环境。它正在进入 Windows 核心。您正在打破 .net 障碍并进入与 .NET 运行方式不同的 Windows 代码。

【讨论】：

信息量不是很大。你只是在改写问题。 :)
@jalf 但“打破 .NET 障碍”的措辞很好。
我不确定他在问什么。在托管到本地转换期间到底发生了什么。它正在调用 .NET 框架之外的 windows dll，这就是为什么它通知用户已经“管理到本机转换”的原因。没有试图变得聪明。一旦过渡到本机，用户就需要释放和清理资源。一旦它变成原生的，就没有很多可用的调试信息了。
@iefpw 如果您不确定某人在问什么，不要回答问题。您有足够的代表发表评论要求澄清。您的“答案”基本上没有意义，更没有帮助。
@AndrewBarber 我同意，但是阅读的纯粹乐趣，甚至更多的是“不开玩笑！！”评论不仅仅是弥补这个，em，回答。

【解决方案5】：

我真的看不出有太多需要做的事情。我怀疑它主要是提供信息，向您指示调用堆栈的一部分显示本机函数，并指示 IDE 和调试器在该转换期间可能表现不同（因为托管代码在调试器中的处理方式非常不同，并且您期望的某些功能可能不起作用）

但我想你应该能够通过检查转换周围的反汇编来找出答案。看看它有没有什么异常。

【讨论】：

很难检查反汇编：VS告诉我我的C#代码中的指令是call 0xFFEFBFAC，但是那个地址没有任何东西——当我进入那个函数时，它会自动转到_GetVersionStub@0，位于75834437。所以它显然跳过了一些代码。也许我可以用 WinDbg 做到这一点？不确定，我可以试试看。